Відхилення від величини сталої Хаббла, викликане помилками в оцінках відстаней до галактик

Відхилення від величини сталої Хаббла, викликане помилками в оцінках відстаней до галактик

The bias in the determination of the Hubble parameter and the Hubble constant in the modern Universe is discussed. It could appear due to the statistical processing of data on the redshifts of galaxies and the estimated distances based on some statistical relations with limited accuracy. This causes...

Повний опис

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Дата:2021
Автор: Parnovsky, S.L.
Формат: Стаття
Мова:English
Опубліковано: Publishing house "Academperiodika" 2021
Теми:
космологiя
космологiчнi параметри
варiацiя сталої Хаббла
статистичний метод
Онлайн доступ:https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2021166
Теги: Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:Ukrainian Journal of Physics

Репозитарії

Ukrainian Journal of Physics
id ujp2-article-2021166
record_format ojs
institution Ukrainian Journal of Physics
baseUrl_str
datestamp_date 2021-12-07T15:15:12Z
collection OJS
language English
topic космологiя
космологiчнi параметри
варiацiя сталої Хаббла
статистичний метод
spellingShingle космологiя
космологiчнi параметри
варiацiя сталої Хаббла
статистичний метод
Parnovsky, S.L.
Відхилення від величини сталої Хаббла, викликане помилками в оцінках відстаней до галактик
topic_facet cosmology
cosmological parameters
Hubble constant tension
statistical method
космологiя
космологiчнi параметри
варiацiя сталої Хаббла
статистичний метод
format Article
author Parnovsky, S.L.
author_facet Parnovsky, S.L.
author_sort Parnovsky, S.L.
title Відхилення від величини сталої Хаббла, викликане помилками в оцінках відстаней до галактик
title_short Відхилення від величини сталої Хаббла, викликане помилками в оцінках відстаней до галактик
title_full Відхилення від величини сталої Хаббла, викликане помилками в оцінках відстаней до галактик
title_fullStr Відхилення від величини сталої Хаббла, викликане помилками в оцінках відстаней до галактик
title_full_unstemmed Відхилення від величини сталої Хаббла, викликане помилками в оцінках відстаней до галактик
title_sort відхилення від величини сталої хаббла, викликане помилками в оцінках відстаней до галактик
title_alt Bias of the Hubble Constant Value Caused by Errors in Galactic Distance Indicators
description The bias in the determination of the Hubble parameter and the Hubble constant in the modern Universe is discussed. It could appear due to the statistical processing of data on the redshifts of galaxies and the estimated distances based on some statistical relations with limited accuracy. This causes a number of effects leading to either underestimation or overestimation of the Hubble parameter when using any methods of statistical processing, primarily the least squares method (LSM). The value of the Hubble constant is underestimated when processing a whole sample; when the sample is constrained by distance, especially when constrained from above. Moreover, it is significantly overestimated due to the data selection. The bias significantly exceeds the values of the erro ofr the Hubble constant calculated by the LSM formulae. These effects are demonstrated both analytically and using Monte Carlo simulations, which introduce deviations in the velocities and estimated distances to the original dataset described by the Hubble law. The characteristics of the deviations are similar to real observations. Errors in the estimated distances are up to 20%. They lead to the fact that, when processing the same mock sample using LSM, it is possible to obtain an estimate of the Hubble constant from 96% of the true value when processing the entire sample to 110% when processing the subsample with distances limited from above. The impact of these effects can lead to a bias in the Hubble constant obtained from real data and an overestimation of the accuracy of determining this value. This may call into question the accuracy of determining the Hubble constant and can significantly reduce the tension between the values obtained from the observations in the early and modern Universes, which were actively discussed during the last year.
publisher Publishing house "Academperiodika"
publishDate 2021
url https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2021166
work_keys_str_mv AT parnovskysl biasofthehubbleconstantvaluecausedbyerrorsingalacticdistanceindicators
AT parnovskysl vídhilennâvídveličinistaloíhabblaviklikanepomilkamivocínkahvídstanejdogalaktik
first_indexed 2025-10-02T01:17:35Z
last_indexed 2025-10-02T01:17:35Z
_version_ 1851765292679561216
spelling ujp2-article-20211662021-12-07T15:15:12Z Bias of the Hubble Constant Value Caused by Errors in Galactic Distance Indicators Відхилення від величини сталої Хаббла, викликане помилками в оцінках відстаней до галактик Parnovsky, S.L. cosmology cosmological parameters Hubble constant tension statistical method космологiя космологiчнi параметри варiацiя сталої Хаббла статистичний метод The bias in the determination of the Hubble parameter and the Hubble constant in the modern Universe is discussed. It could appear due to the statistical processing of data on the redshifts of galaxies and the estimated distances based on some statistical relations with limited accuracy. This causes a number of effects leading to either underestimation or overestimation of the Hubble parameter when using any methods of statistical processing, primarily the least squares method (LSM). The value of the Hubble constant is underestimated when processing a whole sample; when the sample is constrained by distance, especially when constrained from above. Moreover, it is significantly overestimated due to the data selection. The bias significantly exceeds the values of the erro ofr the Hubble constant calculated by the LSM formulae. These effects are demonstrated both analytically and using Monte Carlo simulations, which introduce deviations in the velocities and estimated distances to the original dataset described by the Hubble law. The characteristics of the deviations are similar to real observations. Errors in the estimated distances are up to 20%. They lead to the fact that, when processing the same mock sample using LSM, it is possible to obtain an estimate of the Hubble constant from 96% of the true value when processing the entire sample to 110% when processing the subsample with distances limited from above. The impact of these effects can lead to a bias in the Hubble constant obtained from real data and an overestimation of the accuracy of determining this value. This may call into question the accuracy of determining the Hubble constant and can significantly reduce the tension between the values obtained from the observations in the early and modern Universes, which were actively discussed during the last year. Обговорюється вiдхилення величин параметра Хаббла та сталої Хаббла, визначених за даними астрономiчних спостережень у сучасному Всесвiтi. Воно спричинене статистичною обробкою масиву даних про червонi зсуви галактик та вiдповiднi вiдстанi до них, котрi отриманi за деякими статистичними спiввiдношеннями з обмеженою точнiстю. Це призводить до ряду ефектiв, деякi з яких занижують, а деякi завищують параметр Хаббла при використаннi будь-яких методiв статистичної обробки, зокрема методу найменших квадратiв (МНК). Отримане значення занижується при обробцi повної вибiрки, але якщо обробляються данi з пiдвиборок, в яких вiдстанi до галактик обмеженi (особливо обмеженi зверху), то величина сталої Хаббла значно завищується через селекцiю даних. Зсув може значно перевищувати величину похибки сталої Хаббла, обчисленої за формулами МНК. Цi ефекти продемонстровано як аналiтично, так i у симуляцiях за методом Монте-Карло, де до вихiдного набору даних, що описується законом Хаббла, додаються випадковi вiдхилення як у швидкостi галактик, так I в оцiнцi вiдстаней до них. Характеристики таких вiдхилень подiбнi до реально спостережуваних. Вiдхилення в оцiнках вiдстаней можуть сягати 20%. Цi вiдхилення призводять до того, що при обробцi однакових даних за МНК можна отримати оцiнку сталої Хаббла вiд 96% її справжнього значення при обробцi повної вибiрки до 110% при опрацюваннi пiдвибiрки з вiдстанями, обмеженими зверху. Вплив цих ефектiв може призвести до статистично значущого змiщення сталої Хаббла, отриманої у реальних спостереженнях, та до невiрної оцiнки точностi її визначення. Врахування можливого вiдхилення може значно зменшити суперечнiсть мiж значеннями сталої Хаббла, отриманими для раннього та сучасного Всесвiту, яка активно обговорювалася протягом останнього року. Publishing house "Academperiodika" 2021-11-30 Article Article Original Research Article (peer-reviewed) Оригінальна дослідницька стаття (з незалежним рецензуванням) application/pdf https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2021166 10.15407/ujpe66.11.955 Ukrainian Journal of Physics; Vol. 66 No. 11 (2021); 955 Український фізичний журнал; Том 66 № 11 (2021); 955 2071-0194 2071-0186 10.15407/ujpe66.11 en https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2021166/2130 Copyright (c) 2021 Bogolyubov Institute for Theoretical Physics, National Academy of Sciences of Ukraine

Схожі ресурси