Проблема неадекватности: космология и метрология. Часть 1. Шкала космологических расстояний и закон красного смещения Э. Хаббла

Рассмотрена общенаучная проблема неадекватности математических моделей объектов измерений для двух важных случаев при решении измерительных задач методом совместных измерений и методом косвенного измерения. Обсуждена латентная синонимия терминов измерение и вычисление как первопричина несоответствия названий и определений терминов прямое измерение, косвенное измерение, совокупные измерения и совместные измерения . Представлен аналитический обзор работ, в которых методом совместных измерений решены задачи калибровки шкалы космологических расстояний по данным о фотометрических расстояниях до сверхновых типа SN I a. Для одномерных изотропных моделей типа Фридмана-Робертсона-Уокера 3-го порядка в 1998–1999 гг. из-за ранговых инверсий красного смещения, воспринятых в качестве признаков космического толчка, на основе регрессионного анализа сделан вывод об ускорении расширения Вселенной. По тем же данным о фотометрических расстояниях с учётом прямого восхождения и склонения SN I a для трёхмерной анизотропной модели 2-го порядка на основе схемы перекрёстного наблюдения погрешности неадекватности (метод максимума компактности) в 2016 г. получен более точный результат. При этом установлено, что причинами ранговых инверсий являются не сверхмассивные крупномасштабные неоднородности Вселенной, аттракторы, а гравитационные диполи пары гигантских сверхскоплений галактик и гигантских пустот на противоположных направлениях небесной сферы. В диполях такого рода гравитационное воздействие, которому подвергаются объекты между ними, не уравновешено и проявляется как дополнительная отталкивающая сила со стороны гигантских пустот. Таких диполей обнаружено пять; два из них позже подтверждены независимо. Тем самым более правдоподобной по критерию минимума погрешности неадекватности оказывается гипотеза, альтернативная гипотезе об ускорении расширения Вселенной и утверждающая, что Млечный путь движется к гигантской системе сверхскоплений галактик у северного галактического полюса, оставляя за собой гигантскую систему пустот в созвездиях Эридана, Кита и Водолея у южного галактического полюса.

1. Кузнецов В. А., Ялунина Г. В. Метрология: Учебное пособие. Издательство стандартов, Москва (1998).

2. Международный словарь по метрологии: основные и общие понятия и соответствующие термины. Пер. с англ. и фр. ВНИИМ им. Д. И. Менделеева, БелГИМ. Изд. 2-е, испр. НПО «Профессионал», Санкт-Петербург (2010).

3. Левин С. Ф. Семантический анализ двусложных терминов метрологии. Часть 1. Виды и методы измерений. Измерительная техника, 73(1), 26–34 (2024). https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2024-1-26-34 ; https://elibrary.ru/zwgulg

4. Левин С. Ф. Семантический анализ двусложных терминов метрологии. Часть 2. Риск при измерениях и вычислениях. Измерительная техника, 73(2), 13–22 (2024). https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2024-2-13-22 ; https://elibrary.ru/dbpafm

5. Философский словарь, под ред. И. Т. Фролова. Изд. 5-е. Москва, Политиздат (1987).

6. Левин С. Ф. Основы метрологического обеспечения решения измерительных задач. Конспект лекций по дисциплине «Метрология и стандартизация». Раздел 2. ВВИА им. проф. Н. Е. Жуковского, Москва (1996).

7. Левин С. Ф. Дефинициальная неопределённость и погрешность неадекватности. Измерительная техника, (11), 7–17 (2019). https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2019-11-7-17 ; https://elibrary.ru/favnkg

8. Левин С. Ф. Неадекватность математических моделей объектов измерений и расчёты риска согласно ГОСТ ISO/IEC 17025-2019. Измерительная техника, (7), 13–21 (2020). https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2020-7-13-21 ; https://elibrary.ru/vxojfc

9. Левин С. Ф. Шкала космологических расстояний. Часть 12. Конфлюэнтный анализ, ранговая инверсия и тесты на неадекватность. Измерительная техника, (12), 13–21 (2020). https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2020-12-13-21 ; https://elibrary.ru/jfwngp

10. Левин С. Ф. Системные аспекты теории измерительных задач. Измерительная техника, (1), 3–11 (2022). https://doi/org/10.32446/0368-1025it.2022-1-3-11 ; https://elibrary.ru/xegxfi

11. Левин С. Ф. Оптимальная интерполяционная фильтрация статистических характеристик случайных функций в детерминированной версии метода Монте-Карло и закон красного смещения. АН СССР, Научный совет по комплексной проблеме «Кибернетика», Москва (1980).

12. Hubble E. A relation between distance and radial velocity among extragalactic nebulae. Proceedings of the National Academy of Sciences, 15, 168–173 (1929). https://doi.org/10.1073/pnas.15.3.168

13. Robertson H. P. LXXXVI. On relativistic cosmology. The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science, 5(31), 835–848 (1928). https://doi.org/10.1080/14786440508564528

14. Slipher V. The detection of nebular rotation. Lowell Observatory Bulletin, 2, 62 (1914).

15. Friedmann A. A. Ûber die Krümmung des Raumes. Zeitschrift für Physik, 10, 377–386 (1922). (In German) https://doi.org/10.1007/BF01332580

16. Ленг К. Р. Астрофизические формулы: руководство для физиков и астрофизиков. В 2-х частях. Пер. с англ. Ю. К. Земцова и др.; под ред. Л. А. Покровского и В. Л. Хохоловой. Часть 1. Мир, Москва (1978).

17. Hoyle F. Verification of cosmology by observations. Proceedings of the Physical Society, 77(1), 1–16 (1961). https://doi.org/10.1088/0370-1328/77/1/302

18. Хойль Ф. Проверка космологии наблюдениями. В кн. Уилер Дж. Гравитация, нейтрино и Вселенная. Иностранная литература, Москва, с. 372–400 (1962).

19. Sandage A. R. The change of redshift and apparent luminosity of galaxies due to the deceleration of selected expanding universes. Astrophysical Journal, 136, 319–333 (1962). https://doi.org/10.1086/147385

20. Поликаров А. Относительность и кванты. Прогресс, Москва (1966).

21. Humason M. L., Mayal N. U., Sandage A. R. Redshift and magnitudes extragalactic nebulae. Astronomical Journal, 61, 97–162 (1956). https://doi.org/10.1086/107297

22. Carroll S., Press W., Turner E. The cosmological constant. Annual Review of Astronomy & Astrophysics, 30, 499–542 (1992). https://doi.org/10.1146/annurev.aa.30.090192.002435 ; https://elibrary.ru/gssyio

23. Вопросы кибернетики, ВК-94: Статистические методы в теории обеспечения эксплуатации. Под ред. С. Ф. Левина. АН СССР, Научный совет по комплексной проблеме «Кибернетика», Москва (1982).

24. Левин С. Ф. Статистический анализ систем обеспечения эксплуатации технических объектов. Вопросы кибернетики, ВК-94. АН СССР, Научный совет по комплексной проблеме «Кибернетика», Москва, c. 105–122 (1982).

25. Левин С. Ф. Основы теории контроля. МО СССР, Москва (1983).

26. Левин С. Ф., Блинов А. П. Научно-методическое обеспечение гарантированности решения метрологических задач вероятностно-статистическими методами. Измерительная техника, (12), 5–8 (1988).

27. Левин С. Ф., Лисенков А. Н., Сенько О. В., Харатьян Е. И. Система метрологического сопровождения статических измерительных задач «ММК-стат М». Руководство пользователя. Госстандарт РФ, ВЦ РАН, Москва (1998).

28. Левин С. Ф. Метрологическая аттестация математических моделей в измерительных задачах гравитации и космологии. Теоретические и экспериментальные проблемы общей теории относительности и гравитации. Тезисы докладов X Российской гравитационной конференции, Владимир, 20–27 июня 1999 г., РГО, Москва, с. 245 (1999).

29. Караченцев И. Д., Митронова С. Н. Пекулярные скорости плоских спиральных галактик 2MASS-обзора в объеме 100 Мпс. Отчёт Специальной астрофизической обсерватории РАН, с. 42 (2004–2005).

30. Левин С. Ф. Измерительные задачи статистической идентификации шкалы космологических расстояний. Измерительная техника, (12), 17–22 (2011). https://elibrary.ru/ooqzdh

31. Левин С. Ф. Шкала космологических расстояний на основе интерполяционной модели красного смещения. Измерительная техника, (6), 12–14 (2012). https://elibrary.ru/pbbudt

32. Левин С. Ф. Шкала космологических расстояний: парадоксы моделей красного смещения. Измерительная техника, (3), 3–6 (2013). https://elibrary.ru/rcnywv

33. Левин С. Ф. Шкала космологических расстояний. Часть 1. «Неожиданные» результаты. Измерительная техника, (2), 3–8 (2014). https://elibrary.ru/saepar

34. Левин С. Ф. Фотометрическая шкала космологических расстояний. Часть 2. «Неожиданные» совпадения. Измерительная техника, (4), 3–7 (2014). https://www.elibrary.ru/sbyzfv

35. Левин С. Ф. Шкала космологических расстояний. Часть 4. Реперы по красному смещению. Измерительная техника, (9), 8–12 (2014). https://elibrary.ru/tejzgv

36. Левин С. Ф. Шкала космологических расстояний. Часть 4. Калибровка по сверхновым типа SN Ia. Измерительная техника, (5), 5–10 (2015). https://elibrary.ru/tudyvh

37. Левин С. Ф. Шкала космологических расстояний. Часть 5. Метрологическая экспертиза по сверхновым типа SN Ia. Измерительная техника, (8), 3–10 (2016). https://elibrary.ru/wmbttv

38. Левин С. Ф. Шкала космологических расстояний. Часть 6. Статистическая анизотропия красного смещения. Измерительная техника, (5), 3–7 (2017). https://elibrary.ru/ytvxnj

39. Левин С. Ф. Шкала космологических расстояний. Часть 7. Новый казус с постоянной Хаббла и анизотропные модели. Измерительная техника, (11), 15–21 (2018). https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2018-11-15-21 ; https://elibrary.ru/pntrqt

40. Левин С. Ф. Шкала космологических расстояний. Часть 8. Масштабный фактор. Измерительная техника, (1), 8–15 (2019). https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2019-1-8-15 ; https://elibrary.ru/mlwzzj

41. Левин С. Ф. Шкала космологических расстояний. Часть 9. Параметр замедления. Измерительная техника, (10), 8–14 (2019). https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2019-10-8-14 ; https://elibrary.ru/engain

42. Левин С. Ф. Шкала космологических расстояний. Часть 10. Глобальная анизотропия. Измерительная техника, (10), 9–25 (2020). https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2020-10-9-25 ; https://elibrary.ru/axfdct

43. Левин С. Ф. Шкала космологических расстояний. Часть 11. «Экстраординарные» доказательства и проблема «космического толчка». Измерительная техника, (11), 3–8 (2020). https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2020-11-3-8 ; https://elibrary.ru/lntoqi

44. Левин С. Ф. Шкала космологических расстояний. Часть 13. Галактическая полярная анизотропия красного смещения квазаров и сверхновых типа SN Ia. Измерительная техника, (10), 11–18 (2022). https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2022-10-11-18 ; https://elibrary.ru/wlawqp

45. Левин С. Ф. Шкала космологических расстояний. Часть 14: «пузырь Хаббла» и гравитационный диполь. Измерительная техника, (2), 4–11 (2023). https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2023-2-4-11 ; https://elibrary.ru/tgghax

46. Левин С. Ф. Шкала космологических расстояний. Часть 15: космический толчок и гравитационный диполь неоднородности. Измерительная техника, (3), 10–15 (2023). https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2023-3-10-15 ; https://elibrary.ru/wfgrul

47. Левин С. Ф. Шкала космологических расстояний. Часть 16: Диполь Хаббла. Измерительная техника, (6), 4–12 (2023). https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2023-6-4-12 ; https://elibrary.ru/eejini

48. Левин С. Ф. Шкала космологических расстояний. Часть 17: совпадение совпадений. Измерительная техника, (10), 10–16 (2023). https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2023-10-10-16 ; https://elibrary.ru/jzdlwh

49. Левин С. Ф. Шкала космологических расстояний. Часть 18: Красно-фиолетовый диполь и анизотропия красного смещения. Измерительная техника, 73(5), 4–8 (2024). https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2024-5-4-8 ; https://elibrary.ru/jnirgg

50. Riess A. G. et al. Observational evidence from supernovae for an accelerating universe and a cosmological constant. Astronomical journal, 116, 1009–1038 (1998). https://doi.org/10.1086/300499 ; https://elibrary.ru/lrpddf

51. Schmidt B. P. et al. High-Z supernova search: measuring cosmic deceleration and global curvature of the universe using type Ia supernovae. Astrophysics Journal, 507, 46–63 (1998). https://doi.org/10.1086/306308 ; https://elibrary.ru/lrpdqh

52. Perlmutter S. et al. Measurements of Ω and Λ from 42 high-red shift supernovae. Astrophysical Journal, 517, 565–586 (1999). https://doi.org/10.1086/307221 ; https://elibrary.ru/smqbvl

53. Riess A. G. et al. Type Ia supernova discoveries at z>1 from the Hubble space telescope: evidence for past deceleration and constraints on dark energy evolution. Astrophysical Journal, 607, 665–687 (2004). https://doi.org/10.1086/383612 ; https://elibrary.ru/sqfyuv

54. Перлмуттер С. Измерение ускорения космического расширения по сверхновым. Нобелевская лекция. Стокгольм. 08.12.2011 г. Успехи физических наук, 183(10), 1060–1077 (2013). https://doi.org/10.3367/UFNr.0183.201310e.1060 ; https://elibrary.ru/rchigt

55. Riess et al. New Hubble space telescope discoveries of type Ia supernovae at z ≥ 1: narrowing constraints of the early behavior of dark energy. Astrophysical Journal, 659(1), 98–121 (2007). https://doi.org/10.1086/510378

56. Ширяев А. Н. Обнаружение спонтанно возникающих эффектов. Доклады Академии наук СССР, 138(4), 799–801 (1961).

57. Рисс А. Дж. Мой путь к ускоряющейся вселенной. Нобелевская лекция. Стокгольм. 08.12.2011 г. Успехи физических наук, 183(10), 1090–1098 (2013). https://doi.org/10.3367/UFNr.0183.201310g.1090 ; https://elibrary.ru/rchihn

58. Левин С. Ф. Математическая теория измерительных задач: Приложения. «Космический толчок» или ранговая инверсия – причина «тупика» в космологии. Контрольно-измерительные приборы и системы, (4), 32–38 (2020).

59. Fixsen D. J. et al. The Cosmic Microwave Background Spectrum from the Full COBE/FIRAS Data Set. Astrophysical Journal, 473, 576–587 (1996). https://doi.org/10.1086/178173 ; https://elibrary.ru/xrngux

60. Dressler A., Faber S. M., Burstein D., Davies R. L., Lynden-Bell D., Terlevich R. J., Wegner G. Spectroscopy and photometry of elliptical galaxies – A large-scale streaming motion in the local universe. Astrophysical Journal, Part 2 – Letters to the Editor, 313, L37–L42 (1987). https://doi.org/10.1086/184827

61. Levin S. F. On spatial anisotropy of red shift in spectrums of ungalaxy sources. Physical Interpretations of relativity Theory – Proc. of XV International Scientific Meeting PIRT-2009, Moscow, 6–9 July, 2009. BMSTU, Moscow, рp. 234–240 (2009).

62. Левин С. Ф. Измерительная задача идентификации анизотропии красного смещения. Метрология, (5), 3–21 (2010).

63. Левин С. Ф. Анизотропия красного смещения. Гиперкомплексные числа в геометрии и физике, 8(1(15)), 147–178 (2011). https://elibrary.ru/phgyvb

64. Courtois H. M., Tully R. B., Racah Y. H., Pomarede D., Graziani R., Dupuy A. Cosmicflows-3: Cold Spot Repeller? Astrophysical Journal Letters, 847(1), L6 (2017). https://doi.org/10.3847/2041-8213/aa88b2 ; https://elibrary.ru/ygkjgg

65. Левин С. Ф. Гравитационные диполи неоднородности в крупномасштабной структуре Вселенной. Физические интерпретации теории относительности. Сборник тезисов XXIV Международной научной конференции. Москва, 7–10 июля 2025 г. Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, Москва, c. 222–224 (2025). https://elibrary.ru/jkyjfp