现代宇宙学研究的一个根本性错误(RT5)
2010-05-03 13:27:05
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作者 苟文俭

1929年,美国天文学家埃德温·哈勃(Edwin Hubble)发现,观测到的绝大多数星系的光谱存在红移现象。他解释说:这是由于星系作为光源正在远离地球运动,使发出的光波的波长被拉长形成的多普勒效应而导致的。

  哈勃根据他的观测资料,还得到了在恒星退行视向退行速度V与离地球距离d之间,有如下的线性正比关系V = H0×d。

  其中H0为比例常数,称为哈勃常数。该式也即是著名的哈勃定律

  现代宇宙学研究普遍接受了哈勃的观点,认为该定律揭示了宇宙空间正在不断膨胀,是宇宙大爆炸最直接的证据。

作者认为:宇宙光谱红移产生于多普勒效应,并由此得出宇宙空间在不断膨胀的结论,是现代宇宙学研究所犯的一个根本性错误。

(一)

多普勒效应是奥地利物理学家克里斯琴·约翰·多普勒(Christian Johann Doppler)、于1842年提出来的一种解释波源运动影响声频改变的理论:如果用u表示波在静止介质中的传播速度,取简单情形:假定观察者相对于介质静止,用vs表示波源相对于介质的速度。有如下两种情形。

1波源以速度vs相对于观察者运动。如图所示,则当波源从S1发出的某振动状态经过一个周期T的时间传到位置A时,波源已运动到了S2(Δs=vsT),S2与A之间的距离即为此情形下介质中的波长λb。从图可知,此时介质中声波的波长被压缩了,实际λb = λ- vsT,观察者接受到的声波频率f b = fu /(u - vs);fb > f,频率变高。

2波源以速度vs离开观察者运动。同样容易分析,由于波长要被拉伸,观察者实际接受到的声波频率f b = fu /(u + vs);fb < f,频率变低。

多普勒效应与观测结果是一致的。这一事实也表明:波源运动确实要影响我们对声波的测量,多普勒关于波源运动影响声波在介质中传播的理论是正确的。

由于多普勒理论的成功,于是人们就自然有这样的推论:光也是波,因此物体辐射的波长也会因为光源和观测者的相对运动而发生变化:当我们相对于空间静止、光源向着我们运动时,我们观测到的光波波长被压缩,频率变高(兰移);当光源离开我们运动时,我们观测到的光波波长被拉伸,频率变低(红移)。这样根据光波红(蓝)移的程度,我们就还可以计算出光源相对于我们的运动速度。

(二)

以下比较声源发声与电磁辐射的不同情形将使我们看到,上述对光波多普勒效应的认识并不完全符合光辐射的实际

1、对运动声源发声,由于它的每一次振动都是在其运动过程中实现的,也即可以是在从图示中S1到S2的过程中实现的,所以会影响到我们观测到的声波频率,有多普勒效应发生。

2、对电磁辐射,它就有如下三种情形

(1)无线电波,它是靠电路结构形成的电流振子发射的,当电流振子运动时,它辐射的每一次振动也是在其运动过程中实现的,也即可以是在从图示中S1到S2的过程中来实现,这样就会影响到我们观测到的电磁辐射频率,有多普勒效应发生。

(2)对粒子或原子辐射的可见光,它们都是瞬间突然产生的,如果粒子或原子是运动,在图中要么或是在S1产生出来,要么或是在S2产生出来,也即它们不可能实现于图示中从S1到S2的过程,多普勒效应当然也就决不可能发生。

(3)对可见光的反射,如果反射面是运动的,在不同时间对相同频率光子的反射点会处于不同位置,这样对相同频率光子就具有了是在其运动过程中反射的效果,因此也就会观测到光反射的多普勒效应。

由于宇宙学观测的光都是可见光,是星系直接发射的,由上述(2)的认识就可以确定:宇宙星系光谱红移现象决不可能是多普勒效应。

(三)

根据宇宙星系光谱红移构成于多普勒效应,自然就有宇宙空间在不断膨胀的结论,如下所述,这就使我们的物理学面临了灭顶之灾。

从物理学的实际测量考察,空间不断膨胀会使测量空间的长度单位、测量时间的单位过程量必然做同步变化,用今天规定的现实的时间空间单位去测量膨胀着的宇宙,将不具有任何确定的实际意义,其中明显的问题是:

1、我们知道:在速度变化中时间量与长度量之间是二次函数关系;因此在空间膨胀的运动变化中,时间单位量与长度单位量之间也只能是二次函数的非线性关系。即在宇宙空间的不断膨胀过程中,长度单位量与时间单位量的变化不同步!

2、我们测量使用的长度单位及时间单位,是今天的规定,由于有了这个规定,才有了今天真空中的光速c及运动速度的确切测量;由于空间膨胀中长度单位量与时间单位量的变化不同步,因此在宇宙空间膨胀的一百多亿年的过程中,包括真空中的光速在内,客体任何同类运动,其速度将不可能有确定取值。

这就直接导致了这样的结果:我们对构成空间膨胀的运动速度的描述变得毫无意义;因此说空间变速膨胀过程中,星系退行运动速度是多大、包括哈勃定理也将无任何意义。

由于物理学对运动的描述毫无意义,因此宇宙空间不断膨胀也把物理理论推向了绝路,使物理学面临了灭顶之灾。

(四)

在个人新著《粒子及其质量计算》表述的IV模型中,作者根据引力场及引力的构成机制,具体分析了光在宇宙中穿行时,由于要不断产生引力场行为而损耗了光子能量,从而使光在宇宙空间穿行时,自身能量或动量持续减小,在效果上也构成了作用力,其大小与一对电子之间形成的万有引力相等,由此得到了如下三个结果:
1、不考虑光子在引力场中所受的引力,及宇宙中有特殊的真空区域,在太阳系真空密度的理想条件下,通过定量计算得到了光子运动的最大距离是1.8×108光年,这也即是通过光子运动观测到的宇宙区域半径,作者也简称是光子运动的宇宙观测半径
2、由于光子动量P要不断减小,根据波长λ = h/P的关系,光子波长将不断增大,从而构成了光子红移。设观测距离为L,红移量用Δλ表示,在理想条件下容易得:Δλ∝L。这也就正是现代宇宙学的哈勃定律所反映的观测事实。
3、以地球为观测点,我们将始终处于可观测宇宙区域的中心。
即在IV模型中:宇宙学领域光子红移现象,并非产生于多普勒效应,我们今天的宇宙也并没有膨胀,我们可能观测到的最大宇宙区域,并不是宇宙半径。

由于哈勃定律反映的观察事实并非产生于多普勒效应,因此现代宇宙学研究中的所有论述,如宇宙有总物质的70%的暗能量等等,就都是错误的。
IV模型对哈勃定律的重新理解的必然结论,就是我们必需重新改写现代宇宙学。
完成于2010-5-3

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