神马文学网浓雾天气的自然现象启迪（§1.5.3） - 解析宇宙学创始人周坚的博客 - 国科社区-国家...
来源：百度文库 编辑：神马文学网 时间：2024/04/27 18:58:15
解析宇宙学导论
第一章 引 言
§1.5 周坚红移定律与哈勃定律的联系与区别
周坚红移定律或哈勃定律要通过实验进行验证是非常困难的，就宇宙学红移来说，太阳离我们最近，基于周坚红移定律的计算，它的宇宙学红移都在10的-15次方的数量级上，在这个数量级上的宇宙学红移，在目前科技水平上是不可能观察到的，然而，在人们发射的深空探测器在冲出太阳系的过程中，人们已经实实在在地感觉到了它的存在，那就是“先驱者号异常”现象，正因为人们不知道产生这种现象的真正原因，因此说它是“异常”现象。
由于宇宙学红移的特殊性，在实验室里想通过做实验的方法来验证周坚红移定律的正确性与否已经不现实了，但在自然界中是否有类似现象呢？我们知道，声源相对听者的运动会使听者感觉到声波的变化，而光源相对观测者的运动同样会使观测者发现光波的变化，但光源如果相对观测者很远很有，比如相隔10亿光年或100亿光年以上，那会出现什么情况呢？这个问题谁也说不清楚，然而，在仔细观测自然界就会发现，在自然界中还真的确确实实存在这种类似情况，那就是浓雾天气。
雾是指贴地层空气中悬浮的大量水滴或冰晶微粒的乳白色集合体，使水平能见度距离降至
按水平能见度大小，雾的强度可以划分为5个等级：①水平能见度距离在1～10公里之间的称为轻雾。 ②水平能见度距离低于1公里的称为雾。③水平能见度距离200～500米之间的称为大雾。④水平能见度距离50～200米之间的称为浓雾。⑤水平能见度不足50米的雾称为强浓雾。
能见度：是反映大气透明度的一个指标，能见度多少米定义为具有正常视力的人在当时的天气条件下还能够看清楚目标轮廓的最大距离。
现在就让我们置身于浓雾天气中来观测一下笔直公路上川流不息的汽车过往情况吧。
假设浓雾的能见度是137米，对于向我们开来的汽车来说，它首先以一个模糊点出现在人们的视觉里，而后随着距离我们越来越近，这个模糊点就越来越清楚，我们也逐步看清是什么车，直到看清车牌号等，而对于背离我们开去的汽车来说，刚好相反，我们首先能够看清是什么车以及车牌号，而后随着距离我们越来越远就越来越模糊，最后就变成一个模糊点，直到在我们的视线中消失。
我们知道，在能见度为137米的浓雾中，我们是观测不到
所谓浓雾效应就是在浓雾里，我们看到的永远只是以自己为圆心的一个半径有限的世界。然而，这种浓雾效应是否在宇宙观测中也是如此呢？我们不妨将浓雾效应直接应用到宇宙观测中，我们（在地球上的人类）置身于“能见度”为137亿光年的“浓雾天气”中，宇宙中的一切天体就好比“浓雾”中行驶的“汽车”，它们的运动方向不定，有朝向我们运动的，也有背离我们运动的。
仔细对比这两种观测情况不难发现：
1 在能见度以外，虽然我们都看不到汽车，但在浓雾中我们知道那里仍然存在汽车，而在宇宙中我们虽然看不到“汽车”，但这些“汽车”应该仍然存在在那里。
2 在能见度以内，虽然我们都能看到汽车，但在浓雾中我们看到的清晰度与相对的距离有关，而在宇宙中我们虽然能看到“汽车”这些天体，但看到的“清晰度”同样与相对的距离有关。
3 就多普勒效应来讲，相对观测者来说，在浓雾中的声波和光波的多普勒效应与在宇宙中光波的多普勒效应是一样的，这是哈勃将哈勃定律直接作多普勒效应解释的根本原因，但这种哈勃定律的直接物理意义不能解释近距离天体的朝向观测者运动。
4 就光的传播情况来讲，在浓雾中的光传播受到悬浮在大气中的大量水滴或冰晶微粒的乳白色集合体的作用而耗尽光能，而在宇宙中，光的传播同样应该具有降低光能的效应。
综合上述对比，现在的关键问题是：光在真空中传播是否同样消耗光能。我们知道，声波在大气中传播是消耗声能的，那么，光波呢？光波呢？？近在“先驱者号异常”现象，远在宇宙边缘大质量星系的存在，无一不与光（电磁辐射）在传播中的能量消耗有关。具体光（电磁辐射）的能量消耗效应问题将在第二章详细讲解，敬请期待。