Vakavaa keskustelua kosmologiasta

[Neutroni]

Kosmologia ei myöskään ole synonyymi BB teorialle. Tieteen vaihtoehto on parempi tiede, tieteen kehittämistä, ei vaihtoehtoista tiedettä. Olet täsmälleen oikeassa.

Tieteen filosofian tai metodologian uudistukset eivät kuulu tämän keskustelun piiriin. Tässä mennään nykyisellä valtavirtakäsityksellä siitä mitä tiede on ja miten sitä tehdään. Jos ei se kelpaa, niin ole hyvä ja esitä vaihtoehtotieteelliset kannanottosi muualla.

[Deimos]

Ja sinulla, Neutroni, on paljon monipuolisempi työkalupakki kuin minulla. Matemaattinen kyky. En sitä arvioi koska en tiedä, mutta huomattavasti parempi kuin minun. "Työkalupakki"-termi pöllitty Feynmanilta. Hyvä kuvaus sinänsä. Jokaisella fyysikolla on omanlaisensa työkalupakki. Joskus se mitä siellä on avaa meille muille aivan uudenlaisia näkemyksiä.

[Fizikisto]

Tieteellinen artikkeli samasta aiheesta (2024)
https://journals.aps.org/prl/abstract/1 ... 132.061002

Abstract
The early-science observations made by the James Webb Space Telescope (JWST) have revealed an excess of ultramassive galaxy candidates that appear to challenge the standard cosmological model (ΛCDM). Here, we argue that any modifications to ΛCDM that can produce such ultramassive galaxies in the early Universe would also affect the UV galaxy luminosity function (UV LF) inferred from the Hubble Space Telescope (HST). The UV LF covers the same redshifts (z ≈ 7–10) and host-halo masses (Mh ≈ 1010–1012M⊙) as the JWST candidates, but tracks star-formation rate rather than stellar mass. We consider beyond-ΛCDM power-spectrum enhancements and show that any departure large enough to reproduce the abundance of ultramassive JWST candidates is in conflict with the HST data. Our analysis, therefore, severely disfavors a cosmological explanation for the JWST abundance problem. Looking ahead, we determine the maximum allowable stellar-mass function and provide projections for the high-z UV LF given our constraints on cosmology from current HST data.

Conclusions
The emergence of JWST data has opened a new avenue to understand the first galaxies and their cosmological context. The first JWST observations have possibly revealed an excess of ultramassive galaxies, challenging our standard ΛCDM cosmological model. In this work, we have shown that contemporaneous measurements of the UV galaxy luminosity function by the Hubble Space Telescope rule out the required departures from ΛCDM, disfavoring a cosmological solution to the JWST abundance problem. Moving forward, we argue that leveraging the well-established knowledge from HST data will be key for interpreting future observations of the first galaxies by JWST and the upcoming Roman Space Telescope.

Alempi kuva: Hubblen datasta ekstrapoloitu vs. Webb-havainnot

Capture.JPG
Bottom: UV luminosity function at z ¼ 12, extrapolated
from HST calibrations at z ¼ 6–10, along with JWST measurements at z ¼ 12–13 from [4,5,85–87]. T

https://journals.aps.org/prl/article/10 ... s/3/medium

Tässä artikkelissa ovat saaneet toistettua simulaatiolla nuo JWST:n havaitsemat yllättävän kirkkaat galaksit:

Bursty Star Formation Naturally Explains the Abundance of Bright Galaxies at Cosmic Dawn

Recent discoveries of a significant population of bright galaxies at cosmic dawn have enabled critical tests of cosmological galaxy formation models. In particular, the bright end of the galaxys' UV luminosity functions (UVLFs) appear higher than predicted by many models. Using approximately 25,000 galaxy snapshots at 8 ≤ z ≤ 12 in a suite of FIRE-2 cosmological "zoom-in" simulations from the Feedback in Realistic Environments (FIRE) project, we show that the observed abundance of UV-bright galaxies at cosmic dawn is reproduced in these simulations with a multichannel implementation of standard stellar feedback processes, without any fine-tuning. Notably, we find no need to invoke previously suggested modifications, such as a nonstandard cosmology, a top-heavy stellar initial mass function, or a strongly enhanced star formation efficiency. We contrast the UVLFs predicted by bursty star formation in these original simulations to those derived from star formation histories (SFHs) smoothed over prescribed timescales (e.g., 100 Myr). The comparison demonstrates that the strongly time-variable SFHs predicted by the FIRE simulations play a key role in correctly reproducing the observed, bright-end UVLFs at cosmic dawn: the bursty SFHs induce order-or-magnitude changes in the abundance of UV-bright (MUV ≲ −20) galaxies at z ≳ 10. The predicted bright-end UVLFs are consistent with both the spectroscopically confirmed population and the photometrically selected candidates. We also find good agreement between the predicted and observationally inferred integrated UV luminosity densities, which evolve more weakly with redshift in FIRE than suggested by some other models.

https://iopscience.iop.org/article/10.3 ... 213/acf85a

Nuorissa galakseissa tähtiä siis syntyy jonkinlaisena "ryöppynä", jolloin ne loistavat kirkkaampana kuin oli aiemmin kuviteltu. Sen takia aluksi luultiin, että ne nuoret galaksit ovat "liian massiivisia". Nuo havainnot eivät siis haasta alkuräjähdysteoriaa. Tässä vielä populaarikirjoitus artikkelista:

The James Webb Space Telescope's early galaxy images were oddly bright. Now we know why
Computer simulations show that the standard model of cosmology isn’t, in fact, broken.

The bright galaxies found by the James Webb Space Telescope (JWST) in the very early universe could be the product of bursts of massive star formation — and it's likely that this fact renders the galaxies more luminous than expected for the era in which they exist. This is the conclusion drawn by researchers who used computer simulations to model how these galaxies formed and began producing stars.

[...]

The simulations succeed in not only modeling the luminosity of the galaxies, but also their abundance, both of which exactly match what the JWST observes.

"A system doesn’t need to be that massive," said Sun. "If star formation happens in bursts, it will emit flashes of light. That is why we see several very bright galaxies."

https://www.space.com/james-webb-space- ... -starburst

[MooM]

Tätähän JWST:lta toivottiin: materiaalia, jolla voidaan tarkentaa ymmärrystä nuorten galaksien kehityksestä.

[Fizikisto]

Tätähän JWST:lta toivottiin: materiaalia, jolla voidaan tarkentaa ymmärrystä nuorten galaksien kehityksestä.

Nimenomaan. Tuo on erittäin hieno havainto JWST:ltä. Monella OAA:lla sen sijaan tuntuu olevan vähän turhan isot odotukset mm. JWST:n havainnoille.

[Eusa]

Nähdäkseni on aivan varteenotettavaa, että kokonaisuuden musta kappale olisi adiabaattinen vakioinen olosuhde = vakiolämpötila ja aika-avaruudella on rakenteensa, jota ilmentää toinenkin säteilytekijä, nimittäin valonkaltaisten aaltojen eteneminen rinnakkaisesti vakioituna rakenteiden metriseen skaalaan kausaliteetin vauhtina c.

Oliko tälle joku vertaisarvioitu lähde, vai rikkooko se ketjun sääntöjä?

Ja pliis, voisko puppulauseet pitää kans pois tästä ketjusta.

"Nähdäkseni..." on loppukaneettina ajatuksiani edeltävien tutkimusotteiden meta-analyysista - arvailua mistä suunnasta uutta fysikkaa voisi löytyä siten kuin minulle noista tiedoista juolahti mieleen.

Ei - tulevaisuuden tutkimusaiheista emme saa vertaisarvioituja lähteitä. Keskustelun olen ymmärtänyt koskevan sitä millaisia tutkimuslinjoja kosmologiassa on ollut, on nyt ja voisi olla jatkossa. Kirjoitukseni pyrki täyttämään tuollaisen tavoitteen osa-alustuksena. Ei kai kommentteja ole tarkoitus vaatia täyttämään kokonaan vain poimittujen tutkimusten kopio-floodauksilla?

[Fizikisto]

Nähdäkseni on aivan varteenotettavaa, että kokonaisuuden musta kappale olisi adiabaattinen vakioinen olosuhde = vakiolämpötila ja aika-avaruudella on rakenteensa, jota ilmentää toinenkin säteilytekijä, nimittäin valonkaltaisten aaltojen eteneminen rinnakkaisesti vakioituna rakenteiden metriseen skaalaan kausaliteetin vauhtina c.

Oliko tälle joku vertaisarvioitu lähde, vai rikkooko se ketjun sääntöjä?

Ja pliis, voisko puppulauseet pitää kans pois tästä ketjusta.

"Nähdäkseni..." on loppukaneettina ajatuksiani edeltävien tutkimusotteiden meta-analyysista - arvailua mistä suunnasta uutta fysikkaa voisi löytyä siten kuin minulle noista tiedoista juolahti mieleen.

Ei - tulevaisuuden tutkimusaiheista emme saa vertaisarvioituja lähteitä. Keskustelun olen ymmärtänyt koskevan sitä millaisia tutkimuslinjoja kosmologiassa on ollut, on nyt ja voisi olla jatkossa. Kirjoitukseni pyrki täyttämään tuollaisen tavoitteen osa-alustuksena. Ei kai kommentteja ole tarkoitus vaatia täyttämään kokonaan vain poimittujen tutkimusten kopio-floodauksilla?

Täässä ketjussa pysytään asiallisina ja keskustellaan tieteellisesti perustellusti teoriasta tai uusista havainnoista ym. kosmologiaan liittyistä asioista.

[...]

Omat vertaisarvioimattomat "teoriat" [...] poistetaan täältä.

[Neutroni]

"Nähdäkseni..." on loppukaneettina ajatuksiani edeltävien tutkimusotteiden meta-analyysista - arvailua mistä suunnasta uutta fysikkaa voisi löytyä siten kuin minulle noista tiedoista juolahti mieleen.

Tässä pyrittiin nimenomaan keskustelemaan jo löydetystä ja julkaistusta fysiikasta. Tulevien löytöjen spekulointia voi harjoittaa muissa ketjuissa.

[Eusa]

"Nähdäkseni..." on loppukaneettina ajatuksiani edeltävien tutkimusotteiden meta-analyysista - arvailua mistä suunnasta uutta fysikkaa voisi löytyä siten kuin minulle noista tiedoista juolahti mieleen.

Tässä pyrittiin nimenomaan keskustelemaan jo löydetystä ja julkaistusta fysiikasta. Tulevien löytöjen spekulointia voi harjoittaa muissa ketjuissa.

Ok. Rekisteröin ja noudatan.

Joka tapauksessa esiin nostamissani tiedoissa on mietittävää ristiriidasta. Riittää toki todeta vain ristiriita ja jättää spekuloinnit arvotettaviksi toisaalle, hedelmällisimmin tieteen tekemiseen.

[Eusa]

https://news.fnal.gov/2024/02/new-measu ... rk-energy/

“For example, dark energy may not be the energy of the vacuum. Its density may change with the expansion of the universe, or even space may be slightly curved,”

[Deimos]

Scientists Discovered an 'Ultra-Large Structure' in Space That Shouldn't Exist

The Big Ring, located 9 billion light years from Earth, is so huge that it challenges our current understanding of the universe.

https://www.vice.com/en/article/m7bwea/ ... e-in-space

Poistakaa jos oli jo tässä ainoassa asiallisessa threadissa palstalla. Uutinen löytyy ainakin Guardianilta myös. Samoin Tekniikan Maailman sivustolta. Uutinen on jo kyllä kuukauden vanha.

[MooM]

Scientists Discovered an 'Ultra-Large Structure' in Space That Shouldn't Exist

The Big Ring, located 9 billion light years from Earth, is so huge that it challenges our current understanding of the universe.

https://www.vice.com/en/article/m7bwea/ ... e-in-space

Poistakaa jos oli jo tässä ainoassa asiallisessa threadissa palstalla. Uutinen löytyy ainakin Guardianilta myös. Samoin Tekniikan Maailman sivustolta. Uutinen on jo kyllä kuukauden vanha.

Tässä yliopiston oma lehdistötiedote. Löytäjä on muuten tohtorikoulutettava, eli huikea julkisuus nuorelle tukijanalulle ja pointsit yliopistolle, että antavat kunnian hänelle. Usein näissä ryhmän vetäjä ottaa sen roolin.
https://www.uclan.ac.uk/news/big-ring-in-the-sky

Siitä klippi:
Alexia, together with adviser Dr Roger Clowes, both from UCLan’s Jeremiah Horrocks Institute, and collaborator Gerard Williger from the University of Louisville, USA, discovered the new structure by looking at absorption lines in the spectra of quasars from the Sloan Digital Sky Survey (SDSS).

Using the same method that led to the discovery of the Giant Arc, they observed the intervening Magnesium-II (or MgII – it means the atom has lost an electron) absorption systems back-lit by quasars, which are remote super-luminous galaxies. These very-distant, very-bright, quasars act like giant lamps shining a spotlight through distant, but much fainter, intervening galaxies that otherwise would go unseen.

Tässäkään ei siis "katseltu kuvia ja vähän mietitty", vaan analysoitin instrumenttien antamaa dataa ja osoitettiin mitä tulokset todennäköisesti tarkoittavat

Data on peräisin kahdessa eri observatoriossa mitatusta datasta https://www.sdss.org/ ja sekin on ihan julkisesti saatavilla olevaa. Ei siis tarvitse Ollinkaan ostaa teleskooppiaikaa.

[Deimos]

Kuitenkin suosittelen teleskooppiaikaa. Todellisuus mitä näkee 4,5 tuumaisella tai 8 tuumaisella voi iskeä päin pläsiä.

Mutta kyllä. Eikös meillä ole nuori suomalainen naisfyysikon alku joka teki mullistavan löydön? Ei ollut edes gradu vai oliko?

[Fizikisto]

Tässä on JWST:n havainto, jonka mukaan varhaisten galaksien metallisuus oli jopa selvästi alhaisempi kuin mitä voisi olettaa ektrapoloimalla vanhempien galaksien mittauksista. Selitys on, että nuoriin galakseihin imeytyy vielä galaksienvälistä "tuoretta" kaasua, joka laimentaa niiden metallisuutta:

Dilution of chemical enrichment in galaxies 600 Myr after the Big Bang

The evolution of galaxies throughout the last 12 Gyr of cosmic time has followed a single, universal relation that connects star-formation rates (SFRs), stellar masses (M⋆) and chemical abundances. Deviation from this fundamental scaling relation would imply a drastic change in the processes that regulate galaxy evolution. Observations have suggested the possibility that this relation may be broken in the very early Universe. However, until recently, chemical abundances of galaxies could be measured reliably only as far back as redshift z = 3.3. With the James Webb Space Telescope, we can now characterize the SFR, M⋆ and chemical abundances of galaxies during the first few hundred million years after the Big Bang, at redshifts z = 7–10. We show that galaxies at this epoch follow unique SFR–M⋆–main-sequence and mass–metallicity scaling relations, but their chemical abundance is one-fourth of that expected from the fundamental–metallicity relation of later galaxies. These findings suggest that galaxies at this time are still intimately connected with the intergalactic medium and subject to continuous infall of pristine gas, which effectively dilutes their metal abundances.

https://www.nature.com/articles/s41550-023-02078-7



Tässä kuvassa musta viiva on nykyisten galaksien dataa ja katkoviiva siitä tehty ekstrapolaatio. Kaukaisten galaksien metallisuus jää selvästi alle sen. Sininen on simulaatio galaksien varhaisesta kehityksestä, joka täsmää erittäin hyvin havaintojen kanssa. Tässä vielä linkki kyseiseen simulaatioon:

https://academic.oup.com/mnras/article/ ... ogin=false

[Fizikisto]

Tuo "tuore kaasu" oli siis suoraan alkuräjähdyksestä peräisin ollutta kaasua ja se sisälsi lähes pekästään vetyä ja heliumia.