home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ NetNews Usenet Archive 1993 #1 / NN_1993_1.iso / spool / sci / physics / 22477 < prev    next >
Encoding:
Internet Message Format  |  1993-01-11  |  6.2 KB

  1. Xref: sparky sci.physics:22477 sci.astro:13850
  2. Newsgroups: sci.physics,sci.astro
  3. Path: sparky!uunet!spool.mu.edu!agate!overload.lbl.gov!s1.gov!lip
  4. From: lip@s1.gov (Loren I. Petrich)
  5. Subject: Re: The Big Bang Never Happened
  6. Message-ID: <1993Jan11.162143.3232@s1.gov>
  7. Sender: usenet@s1.gov
  8. Nntp-Posting-Host: s1.gov
  9. Organization: LLNL
  10. References: <wwadge.726349985@csr> <1ifqfrINNd6l@terminator.rs.itd.umich.edu> <C0JL5B.6s4@well.sf.ca.us>
  11. Date: Mon, 11 Jan 1993 16:21:43 GMT
  12. Lines: 140
  13.  
  14. In article <C0JL5B.6s4@well.sf.ca.us> metares@well.sf.ca.us (Tom Van Flandern) writes:
  15. >
  16. >wwadge@csr.UVic.CA (Bill  Wadge) writes:
  17. >
  18. : [Lerner's] book is very persuasive, but I'm not a physicist - any opinions?
  19.  
  20. >and rhine@bigbird.csd.scarolina.edu (Andrew P. Rhine) writes:
  21.  
  22. : it would seem that opposition to the big bang would have been dealt a major
  23. : blow by this year's results from COBE and recent observations (by the
  24. : balloon-based instruments) supporting it.
  25.  
  26. >     Not at all, Andrew.  Finding marginal but significant fluctuations in
  27. >the microwave background radiation saved the big bang for the moment, but did
  28. >no damage to alternatives.  Especially, it does not bear on Lerner's "proof"
  29. >that the microwave radiation must be coming from relatively local sources,
  30. >and can have nothing to do with a big bang fireball.  The essence of his
  31. >argument is that galaxy luminosity differences between infrared and radio
  32. >wavelengths show intergalactic absorption at such a level that the microwave
  33. >radiation could not penetrate through more than about z = 1 or so, let alone
  34. >the z = 10,000 or so required by the big bang.  [E.J. Lerner, Astrophys. J.
  35. >361, 63-68 (1990).]
  36.  
  37.     But then, how would Lerner explain the pattern of
  38. fluctuations?
  39.  
  40.     IR/radio luminosities? I'm not terribly familiar with that
  41. question, but I would presume that resolving it requires a detail
  42. prediction of what the zero-intergalactic-extinction spectrum ought to
  43. be.
  44.  
  45.     Furthermore, in general, the optical depth is NOT proportional
  46. to the redshift, though this is true to first approximation for small
  47. redshifts. Looks like you need a refresher course in GR.
  48.  
  49.     The metric for an isotropic, homogeneous cosmology is
  50.  
  51. ds^2 = - dt^2 + a(t)^2*(dx^2 + s(x)^2*(d(theta)^2 + sin(theta)^2*d(phi)^2))
  52.  
  53.     where a(t) is the current "Universe size" and x is a radial
  54. coordinate. s(x) = sin(x) for curvature = +1, x for 0, and sinh(x) for -1.
  55.  
  56.     The Hubble constant is H = (1/a)*(da/dt) and the deceleration
  57. parameter is q = - a*(d^2(a)/dt^2)/((da/dt)^2).
  58.  
  59.     a(t) may be found from the familiar Newtonian equation,
  60. interestingly enough:
  61.  
  62.     d^2(a)/dt^2 = - 4*pi*G*rho*a
  63.  
  64.     The quantity (omega) = (8*pi*G*rho)/(3*H^2).
  65.  
  66.     It is >1 for positive curvature (expansion will reverse), 1
  67. for zero curvature (borderline expansion), and <1 for negative
  68. curvature (expansion that settles down for constant velocity) in a
  69. matter-dominated Universe.
  70.  
  71.     where rho ~ 1/a^3 in the matter-dominated regime, rho ~ 1/a^4
  72. in the radiation-dominated regime, and rho ~ constant in the
  73. vacuum-energy-dominated regime (if there ever is such a thing).
  74.  
  75.     The redshift from time t to time t0 is
  76.  
  77.     1 + z = a(t)/a(t0)
  78.  
  79.     and the path length is
  80.  
  81.     dl = a(t) dx
  82.  
  83.        = dt for light.
  84.  
  85.     So to get back to z = 10,000 does not require traveling a
  86. distance 10,000 times greater, but only about 50% greater for a
  87. standard, matter-dominated cosmology. However, the opacity does
  88. increase with increasing density, giving a path length of about
  89.  
  90.     t/a^3 or about 1/t or about 1/a^(3/2), for a ~ t^(2/3)
  91. (matter dominated), if the opacity is proportional to the density.
  92.  
  93. >     In fact, critics such as Lerner have argued that the big bang has yet to
  94. >make a single successful prediction.  For example, Lerner discusses the
  95. >history of the supposed prediction of a microwave background radiation.  The
  96. >various predictions were well off the mark in temperature.  By contrast,
  97. >Eddington in 1926 (in Internal Constitution of the Stars) predicted that all
  98. >interstellar material with time to cool to equilibrium would reach a
  99. >temperature of 3 degrees Kelvin, since that is the radiation temperature of
  100. >starlight.
  101.  
  102.     Starlight in the interstellar medium inside a galaxy, yes. The
  103. intergalactic medium? Almost certainly too big.
  104.  
  105. >     At present, every one of the big bang's element abundance predictions is
  106. >off the mark by several sigma, and has had to be "restored" with ad hoc
  107. >helper hypotheses.  For example, the beryllium abundance was found to be 1000
  108. >times too high, so cosmic ray spallation was invoked.  None of the original
  109. >predictions stand without such help.
  110.  
  111.     Are you implying that stellar nucleosynthesis and cosmic-ray
  112. spallation are _not_ legitimate hypotheses?
  113.  
  114.     The helium-4 abundance actually turns out rather good, which
  115. is a counterexample to this particular contention.
  116.  
  117. : There is not one single observation -- not one -- that falsifies the hot
  118. : Big Bang model.
  119.  
  120. >     "Proof" is in the eye of the beholder.  But Tifft's observations of the
  121. >quantization of redshift (recently confirmed by Guthrie and Napier), and the
  122. >time variability of redshifts, are potentially just such a falsification.  I
  123. >would add the following list:
  124.  
  125. >  -  Lerner's observations indicating intergalactic absorption at a level far
  126. >     too high for the big bang;
  127.  
  128.     [see above]
  129.  
  130. >  -  The "pencil-beam" surveys that show "great Wall"-like structures at
  131. >     regular intervals out to seven billion lightyears on either side of us
  132. >     [e.g., Science News 137, 287 (1990)];
  133. >  -  Bulk streaming of local galaxies in one direction out to at least 500
  134. >     million lightyears, and on the opposite side of the sky too [D. Lindley,
  135. >     Nature 356, 657 (1992)].  This would disappear if the microwave
  136. >     radiation were not used as a standard of rest.
  137.  
  138.     I don't see how these are supposed to be fatal objections.
  139.  
  140.     These observations only indicate that there is something or
  141. other, such as cosmic strings, which makes _very_ large-scale
  142. structures.
  143.  
  144. >Tom Van Flandern / Washington, DC / metares@well.sf.ca.us
  145. >Meta Research was founded to foster research into ideas not otherwise
  146. >supported because they conflict with mainstream theories in Astronomy.
  147.  
  148.     Well, I think that you need to understand what you are
  149. criticizing a little bit better, so you will know what it is you are
  150. criticizing instead of tilting at windmills.
  151. -- 
  152. /Loren Petrich, the Master Blaster
  153. /lip@s1.gov
  154.