izmertechИзмерительная техникаIzmeritel`naya Tekhnika0368-10252949-5237ФГУП "ВНИИФТРИ"10.32446/0368-1025it.2023-3-10-15izmertech-1514Research ArticleФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ МЕТРОЛОГИИFUNDAMENTAL PROBLEMS OF METROLOGYШкала космологических расстояний. Часть 15: космический толчок и гравитационный диполь неоднородностиCosmological distances scale. Part 15: cosmically jerk and the dipole of gravitational heterogeneityЛевинС. Ф.LevinS. F.

Сергей Фёдорович Левин

Москва

Sergey F. Levin

Mоscow

miei-metrolog@yandex.ruМосковский институт экспертизы и испытанийРоссияMoscow Institute of Expertise and TestingRussian Federation202314042023031015Copyright © ФГУП "ВНИИФТРИ", 20232023ФГУП "ВНИИФТРИ"ФГУП "ВНИИФТРИ"https://www.izmt.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.izmt.ru/jour/article/view/1514

Рассмотрен центральный в серии статей «Шкала космологических расстояний» вопрос о космическом толчке: позволяют ли данные для параметрической идентификации модели Фридмана-Робертсона-Уокера в виде зависимости фотометрического расстояния от красного смещения сверхновых типа Ia, использованные в работах групп High-Z SN Search Team и Supernovae Cosmology Project, полагать ускорение расширения Вселенной наиболее правдоподобной гипотезой по критерию минимума погрешности неадекватности. Проанализированы обнаруженные ранее разладки (изменения структуры и параметров систематической составляющей модели) и ранговые инверсии фотометрических расстояний сверхновых SN Ia для систематической составляющей этой модели. Показано, что причиной этих метрических нарушений является изотропия модели Фридмана-Робертсона-Уокера. В анизотропной модели шкалы космологических расстояний разладки и ранговые инверсии связаны с ориентацией гравитационного диполя неоднородности крупномасштабной структуры Вселенной. Данные диполи представляют собой диаметрально противоположные на небесной сфере пары «сверхскопление галактик – гигантская пустота». Благодаря размерам только суперпустоты́ (супервойда) в созвездии Эридана, сопоставимым с размерами наблюдаемой части Вселенной, создаётся колоссальная неуравновешенность гравитационного действия массивного сверхскопления галактик. Это приводит к нарушениям в виде разладок и ранговых инверсий в изотропных моделях типа Фридмана-Робертсона-Уокера.

The central question of the cosmic shock in the series of articles “Cosmological Distance Scale” is considered: do the data for parametric identification of the Friedman-Robertson-Walker model in the form of a dependence of the photometric distance on the redshift of type Ia supernovae used in the work of the High-Z SN Search Team and Supernovae Cosmology Project allow us to consider the acceleration of the expansion of the Universe as the most plausible hypothesis on the criterion of the minimum error of inadequacy. The previously discovered discrepancies (changes in the structure and parameters of the systematic component of the model) and rank inversions of photometric distances of supernovae SN Ia for the systematic component of this model are analyzed. It is shown that the cause of these metric violations is the isotropy of the Friedman-Robertson-Walker model. In the anisotropic model of the cosmological distance scale, the disjunctions and rank inversions are associated with the orientation of the gravitational dipoles of the heterogeneity of the large-scale structure of the Universe. These dipoles represent diametrically opposite pairs of “super cluster galaxies – giant void” on the celestial sphere. Due to the size of only the super-void in the constellation Eridanus, comparable to the size of the observable part of the Universe, a colossal imbalance of the gravitational action of a massive super cluster of galaxies is created. This leads to disturbances in the form of disorders and rank inversions in isotropic Friedman-Robertson-Walker type models.

красное смещениесверхновые SN Iaшкала космологических расстоянийразладкаранговая инверсиясверхскопления галактиксупервойдыдиполь гравитационной неоднородностиredshiftsupernovae SN Iacosmological distance scaledisordersrang inversionsuper clusters of galaxiessuper voidsdipole of gravitational heterogeneityReferencesRiess A. G. et al. Astronomical journal, 1998, vol. 116, pp. 1009–1038. https://doi.org/10.1086/300499Riess A. G. et al. Astronomical journal, 1998, vol. 116, pp. 1009–1038. https://doi.org/10.1086/300499Riess A. G. et al. Astrophysical Journal, 2004 , vol. 607, рр. 665–687. https://doi.org/10.1086/383612Riess A. G. et al. Astrophysical Journal, 2004 , vol. 607, рр. 665–687. https://doi.org/10.1086/383612Riess A. G. et al. Astrophysical Journal, 2007, vol. 659, рр. 98–121. https://doi.org/10.1086/510378Riess A. G. et al. Astrophysical Journal, 2007, vol. 659, рр. 98–121. https://doi.org/10.1086/510378Perlmutter S. et al. Astrophysical Journal, 1999, vol. 517, pp. 565–586. https://doi.org/10.1086/307221Perlmutter S. et al. Astrophysical Journal, 1999, vol. 517, pp. 565–586. https://doi.org/10.1086/307221Перлмуттер С. Нобелевская лекция. Стокгольм. 08.12.2011 г. // УФН. 2013. Т. 183. № 10. С. 1060–1077. https://doi.org/10.3367/UFNr.0183.201310e.1060IPerlmutter S . Rev. Mod. Phys. 2012, vol. 84, 1127. https://doi.org/10.1103/REVMODPHYS.84.1127Рисс А. Дж. Мой путь к ускоряющейся Вселенной. Нобелевская лекция. Стокгольм. 08.12.2011 г. // УФН. 2013. Т. 183. № 10. С. 1090–1098. https://doi.org/10.3367/UFNr.0183.201310g.1090Riess A. G. Rev. Mod. Phys. 2012, vol. 84, 1165. https://doi.org/10.1103/RevModPhys.84.1165Левин С. Ф. Шкала космологических расстояний. Часть 11. «Экстраординарные» доказательства и проблема «космического толчка» // Измерительная техника. 2020. № 11. С. 3–8. https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2020-11-3-18Levin S. F. Measurement Techniques, 2021, vol. 63, no. 11, pp. 849–855. https://doi.org/10.1007/s11018-021-01874-9Мухин Ю., Брюн М. Третья мировая над Сахалином, или Кто сбил корейский лайнер? М.: Алгоритм, 2008.Mukhin Yu., Brun M. Tret’ya mirovaya nad Sahalinom, ili Kto sbil korejskij lajner? Moscow, Algoritm Publ., 2008. (In Russ.)Левин С. Ф. Математическая теория измерительных задач: Приложения. Катастрофический феномен в космологии // Контрольно-измерительные приборы и системы. 2014. № 4. С. 35–38.Levin S. F. Matematicheskaya teoriya izmeritel’nyh zadach: Prilozheniya. Katastrofi cheskij fenomen v kosmologii, Kontrol’no-izmeritel’nye pribory i sistemy, 2014, no. 4, pp. 35–38. (In Russ.)Левин С. Ф. Шкала космологических расстояний. Часть 6. Статистическая анизотропия красного смещения // Измерительная техника. 2017. № 5. С. 3–6. https://doi.org/10.1007/s11018-017-1211-6Levin S. F. Measurement Techniques, 2017, vol. 60, no. 5, рр. 411–417. https://doi.org/10.1007/s11018-017-1211-6Левин С. Ф. Шкала космологических расстояний. Часть 7. Новый казус с постоянной Хаббла и анизотропные модели // Измерительная техника. 2018. № 11. С. 15–21. https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2018-11-15-21Levin S. F. Measurement Techniques, 2018, vol. 61, no. 11, рр. 1057–1065. https://doi.org/10.1007/s11018-019-01549-6Левин С. Ф. Шкала космологических расстояний. Часть 8. Масштабный фактор // Измерительная техника. 2019. № 1. С. 8–15. https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2019-1-8-15Levin S. F. Measurement Techniques, 2019, vol. 62, no. 1, рр. 7–15. https://doi.org/10.1007/s11018-019-01578-1Левин С. Ф. Шкала космологических расстояний: странности анизотропии // Материалы XVIII Международной конференции «Финслеровы обобщения теории относительности» (FERT-2022). 25–26 ноября 2022 г., Российский университет дружбы народов, Москва, Россия. М.: 11-й формат, 2022. С. 27–34.Levin S. F. The scale of cosmological distances: oddities of anisotropy. Proceedings of the XVIII International Conference “Finsler generalizations of Relativity theory” (FERT-2022), November 25–26, 2022, Peoples’ Friendship University of Russia, Moscow, Russia, Moscow, 11th Format, 2022, pp. 27–34. (In Russ.)Visser M. Classical and Quantum Gravity, 2004, vol. 21, pp. 1–13. https://doi.org/10.1088/0264-9381/21/11/006Visser M. Classical and Quantum Gravity, 2004, vol. 21, pp. 1–13. https://doi.org/10.1088/0264-9381/21/11/006Riess A. G. et al. Astrophysical Journal, 2016, vol. 826, 56. https://doi.org/10.3847/0004-637X/826/1/56Riess A. G. et al. Astrophysical Journal, 2016, vol. 826, 56. https://doi.org/10.3847/0004-637X/826/1/56Левин С. Ф. Шкала космологических расстояний. Часть 10. Глобальная анизотропия // Измерительная техника. 2020. № 10. С. 9–25. https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2020-10-9-25Levin S. F. Measurement Techniques, 2021, vol. 63, no. 10, pp. 780–797. https://doi.org/10.1007/s11018-021-01854-zWilkinson D. T., Partridge R. B. Nature, 1967, vol. 215, 719. https://doi.org/10.1038/215719a0Wilkinson D. T., Partridge R. B. Nature, 1967, vol. 215, 719. https://doi.org/10.1038/215719a0Ленг К. Астрофизические формулы: Руководство для физиков и астрофизиков. Часть 1: пер. с англ. Ю. К. Земцова, И. Г. Персианцева и В. Е. Чертопруда под ред. Л. А. Покровского и В. Л. Хохловой. 448 с. Часть 2: пер. с англ. А. Г. Дорошкевича, А. В. Засова и М. Ю. Хлопова под ред. Д. К. Надежина, Л. М. Озерного. М.: Мир, 1978. 384 с. https://doi.org/10.1007/978-3-662-21642-2Lang K. R. Astrophysical formulae: A Compendium for the Physicist and Astrophysicist, Berlin, N.Y., Springer-Verlag, 1980, 783 p. https://doi.org/10.1007/978-3-662-21642-2Smoot G. F., Gorenstein M. V., Muller R. A. Physical Review Letters, 1977, vol. 39, 898. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.39.898Smoot G. F., Gorenstein M. V., Muller R. A. Physical Review Letters, 1977, vol. 39, 898. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.39.898Gorenstein M. V., Smoot G. F. Astrophysical Journal, 1981, vol. 244, pp. 361–381. https://doi.org/10.1017/S0074180900068716Gorenstein M. V., Smoot G. F. Astrophysical Journal, 1981, vol. 244, pp. 361–381. https://doi.org/10.1017/S0074180900068716Левин С. Ф. Анизотропия красного смещения // Гиперкомплексные числа в геометрии и физике. 2011. Т. 8. № 1(15). С. 70–101.Levin S. F. Anisotropy of red shift. Giperkomplexnye chisla v geomtrii i physike, 2011, vol. 8, no. 1(15), pp. 70–101. (In Russ.)Karachentsev I. D., Makarov D. I. Galaxy Interactions in the Local Volume. In: Barnes J. E., Sanders D. B. (eds) Galaxy Interactions at Low and High Redshift. International Astronomical Union, 1999, vol. 186, Springer, Dordrecht. https://doi.org/10.1007/978-94-011-4665-4_22Karachentsev I. D., Makarov D. I. Galaxy Interactions in the Local Volume. In: Barnes J. E., Sanders D. B. (eds) Galaxy Interactions at Low and High Redshift. International Astronomical Union, 1999, vol. 186, Springer, Dordrecht. https://doi.org/10.1007/978-94-011-4665-4_22Левин С. Ф., Лисенков А. Н., Сенько О. В., Харатьян Е. И. Система метрологического сопровождения статических измерительных задач «ММК-стат М». Руководство пользователя. М.: Госстандарт РФ, Вычислительный Центр РАН, 1998. 32 с.Levin S. F., Lisenkov A. N., Sen`ko O. V., Xarat`yan E. I. Sistema metrologicheskogo soprovozhdeniya staticheskih izmeritel`ny`xzadach “MMK-statM”. Rukovodstvopol`zovatelya, Moscow, Gosstandart RF, VC RAN Publ., 1998, 32 p. (In Russ.)Левин С. Ф. Метрологическая аттестация математических моделей в измерительных задачах гравитации и космологии // Тезисы докладов X Российской гравитационной конференции «Теоретические и экспериментальные проблемы общей теории относительности и гравитации», Владимир, 20–27 июня 1999. М.: РГО, 1999. С. 245.Levin S. F. Abstracts of Papers X Russian Gravitation Conference “Teoreticheskie i eksperimental’nye problemy obshchej teorii otnositel’nosti i gravitacii”, Moscow, RGO Publ., 1999, р. 245. (In Russ.)Макаров Д. И. Движения галактик на больших и малых масштабах / Дис. канд. физ.-мат. наук. (Н. Архыз, Специальная астрофизическая обсерватория РАН, 2000).Makarov D. I. Candidate’s dissertation Mathematics and Physics Sciences (N. Arkhyz, Special Astrophysical Observatory of the Russian Academy of Sciences, 2000). (In Russ.)Kocevsky D., Rehbock K. X-rays reveal what makes the Milky Way move. https://doi.org/10.48550/arXiv.astro-ph/0510106Kocevsky D., Rehbock K. X-rays reveal what makes the Milky Way move. https://doi.org/10.48550/arXiv.astro-ph/0510106Cruz M., Cayón L., Martínez-González E., Vielva P., Jin J. The Non-Gaussian Cold spot in the 3-year WMAP data. https://doi.org/10.48550/arXiv.astro-ph/0603859Cruz M., Cayón L., Martínez-González E., Vielva P., Jin J. The Non-Gaussian Cold spot in the 3-year WMAP data. https://doi.org/10.48550/arXiv.astro-ph/0603859Levin S. F. On spatial anisotropy of red shift in spectrums of ungalaxy sources. Physical Interpretations of relativity Theory. Proc. of XV International Scientifi c Meeting PIRT-2009, Moscow, 6–9 July, 2009, Moscow, BMSTU, 2009, рр. 234–240. (In Russ.)Levin S. F. On spatial anisotropy of red shift in spectrums of ungalaxy sources. Physical Interpretations of relativity Theory. Proc. of XV International Scientifi c Meeting PIRT-2009, Moscow, 6–9 July, 2009, Moscow, BMSTU, 2009, рр. 234–240. (In Russ.)Левин С. Ф. Измерительная задача идентификации анизотропии красного смещения // Метрология. 2010. № 5. С. 3–21.Levin S. F. Izmeritel’naya zadacha identifi kacij anisotropii krasnogo smeshcheniya. Metrologiya, 2010, no. 3, pp. 3–21. (In Russ)Levin S. F. Identifi cation of red shift anisotropy on the basis of the exact decision of Mattig equation. Abstracts of reports VI International Meeting “Finsler Extensions of Relativity Theory”, Moscow, Fryazino, Russia, 1–7 November 2010, Moscow, BMSTU – RIHSGP, 2010.Levin S. F. Identifi cation of red shift anisotropy on the basis of the exact decision of Mattig equation. Abstracts of reports VI International Meeting “Finsler Extensions of Relativity Theory”, Moscow, Fryazino, Russia, 1–7 November 2010, Moscow, BMSTU – RIHSGP, 2010.Levin S. F. Photometric scale of cosmological distances: Anisotropy and nonlinearity, isotropy and zero-point. Physical Interpretation of Relativity Theory. Proceedings of International Meeting PIRT-2013, Moscow, 1–4 July 2013, Eds. M. C. Duffy et al. Moscow, BMSTU, 2013, рр. 210–219.Levin S. F. Photometric scale of cosmological distances: Anisotropy and nonlinearity, isotropy and zero-point. Physical Interpretation of Relativity Theory. Proceedings of International Meeting PIRT-2013, Moscow, 1–4 July 2013, Eds. M. C. Duffy et al. Moscow, BMSTU, 2013, рр. 210–219.Planck Collaboration. Planck 2013 results. I. Overview of products and scientifi c results. arXiv:1303.5062v1 [astro-ph.CO].Planck Collaboration. Planck 2013 results. I. Overview of products and scientifi c results. arXiv:1303.5062v1 [astro-ph.CO].Левин С. Ф. Фотометрическая шкала космологических расстояний. Часть II. «Неожиданные» совпадения // Измерительная техника. 2014. № 4. С. 3–7. https://doi.org/10.1007/s11018-014-0464-6Levin S. F. Measurement Techniques, 2014, vol. 57, no. 4, pp. 378–384. https://doi.org/10.1007/s11018-014-0464-6Tully R. B., Courtois H., Hoffman Y., Pomarède D. Nature, 2014, vol. 513, nо. 7516, pр. 71–73. https://doi.org/10.1038/nature13674Tully R. B., Courtois H., Hoffman Y., Pomarède D. Nature, 2014, vol. 513, nо. 7516, pр. 71–73. https://doi.org/10.1038/nature13674Hoffman Y., Pomarède D., Tully R. B., Courtois H. The Dipole Repeller. https://doi.org/10.48550/arXiv.1702.02483Hoffman Y., Pomarède D., Tully R. B., Courtois H. The Dipole Repeller. https://doi.org/10.48550/arXiv.1702.02483Courtois H. M. et al. Cosmicows-3: Cold Spot Repeller? https://doi.org/10.48550/arXiv.1708.07547Courtois H. M. et al. Cosmicows-3: Cold Spot Repeller? https://doi.org/10.48550/arXiv.1708.07547Colin J., Mohayaee R., Rameez M., Sarkar S. Astronomy & Astrophysics, 2019, vol. 631, L13, pр. 1–6. https://doi.org/10.1051/0004-6361/201936373Colin J., Mohayaee R., Rameez M., Sarkar S. Astronomy & Astrophysics, 2019, vol. 631, L13, pр. 1–6. https://doi.org/10.1051/0004-6361/201936373Левин С. Ф. Шкала космологических расстояний. Часть I. «Неожиданные» результаты // Измерительная техника. 2014. № 2. С. 3–8. https://doi.org/10.1007/s11018-014-0417-0Levin S. F. Measurement Techniques, 2014, vol. 57, no. 2, pp. 117–124. https://doi.org/10.1007/s11018-014-0417-0

The authors declare that there are no conflicts of interest present.