周坚红移定律描述的宇宙学红移本质（§2.2.5） - 解析宇宙学创始人周坚的博客 - 国科...

§2.2  宇宙学红移

2.2.5 周坚红移定律描述的宇宙学红移本质

仔细观察哈勃定律所描述的原滋原味（没有任何假设）的宇宙学红移本质（2.2.4.6）式和（2.2.4.7）式不难发现，哈勃定律给我们带来的是无限的问题，具体来讲就是光（电磁辐射）的传播距离是无限的，这就导致了奥伯斯佯谬的出现，彰显与实际观测的矛盾，即无限星空之夜看上去不是白昼的矛盾现象。

目前，无论采用天体之间有吸光物质、天体寿命有限或天体有演化、引力常数随距离而变化等等解释都难以解决奥伯斯佯谬。虽然在现代的膨胀宇宙模型里，奥伯斯佯谬不存在，但那是建立在大爆炸假设情况下的假设表象。我们能不能不用假设也能解决这个问题呢？现在就让我们尝试用周坚红移定律来描述宇宙学红移的本质吧。

将周坚红移定律（2.2.3.1）中的分子项进行加1减1处理，则有：

               （2.2.5.1）  

将上式整理得：

           （2.2.5.2）  

将上式再整理得：

           （2.2.5.3）  

将红移的定义式（2.1.2.1）代入（2.2.4.3）式，则有：

      （2.2.5.4）  

整理后则有：

            （2.2.5.5）  

进一步整理后则有：

            （2.2.5.6）  

将上式两边同乘以hc，则有：

            （2.2.5.7）  

依据光子能量与波长的关系式（2.2.4.5）式，（2.2.5.7）式中的hc/λ就是观测者观测到天体辐射光子波长为λ的光子能量，我们将它称之为观测光子能量，并用“E_λ”来表示，式中的hc/λ₀就是天体辐射原始波长为λ₀的光子能量，我们将它称之为本征光子能量，并用“E_λ0”来表示，于是（2.2.5.7）式就演变成如下形式：

             （2.2.5.8）  

式中，r是天体到观测者之间的距离，单位是Mpc，α是宇宙学红移常数，在这里也可以理解为衰减常数，即α=H₀/c=0.000236830508/Mpc。由此可见，由周坚红移定律直接导出的（2.2.5.8）式说明，观测者（我们人类）观测到天体辐射的波长为λ的观测光子能量E_λ与天体辐射原始的波长为λ₀的本征光子能量E_λ0成正比，与1减去光子传播到观测者面前的距离r乘以宇宙学红移α的积的差成正比，为了论述方便，同时也为作者在发现该规律的过程中所克服的困难以及做出的贡献，不妨冠以发现者的名字，将它称之为周坚光子能量观测定律。

仔细观察周坚光子能量观测定律（2.2.5.8）式不难发现：

1 天体辐射某一波长为λ₀的本征光子能量是一个固定值E_λ0；

2 观测者观测到天体辐射的该光子（波长为λ₀的光子）发生红移后的波长为λ的观测光子能量E_λ是随观测距离r的增大而减小；

3 当观测距离增大到某一特定值的时候，观测者观测到天体辐射的该光子（波长为λ₀的光子）发生红移后的波长为λ的观测光子能量E_λ就减小为0；

4 观测者观测到天体辐射的该光子（波长为λ₀的光子）发生红移后的波长为λ的观测光子能量E_λ减小为0就意味着观测者已经观测不到该天体的波长为λ₀的光子辐射特征；

5 依据光子能量与波长的关系式（2.2.4.5），观测者观测到天体辐射的该光子（波长为λ₀的光子）发生红移后的波长为λ的观测光子能量E_λ减小为0的结果就意味着观测者所观测到的波长λ为无穷大；

6 依据光子能量与光子频率关系式（2.1.1.2），观测者观测到天体辐射的该光子（波长为λ₀的光子）发生红移后的观测光子能量E_λ减小为0的结果就意味着观测者所观测到的辐射频率ν为0；

7 辐射频率ν为0的任何天体即便存在，相对观测者而言也是观测不到的存在。

实在是难以理解（就是作为解析宇宙学创始人也是如此），我们还是以实例来说吧。比如观测我们人类最为熟悉的赖以生存的太阳，已知太阳辐射的峰值波长是λ_mxa=0.495μm（林元章，太阳物理导论，科学出版社，2000，P17），依据光子能量与波长的关系式（2.2.4.5），该波长的光子能量E_λmax0=hc/λ_mxa0=6.6260755×10^-27×299792458/0.000000495=4.01310515×10^-12erg（尔格），这是观测距离为0时候观测者观测到的太阳辐射的峰值波长λ_mxa0的光子能量，它是波长为λ_mxa0的本征光子能量。图2.2.5.1是依据周坚光子能量观测定律（2.2.5.8）式计算的观测太阳辐射峰值波长λ_mxa光子能量E_λmax随观测距离r变化的关系图。

图2.2.5.1  观测太阳辐射峰值波长λ_mxa光子能

量E_λmax随观测距离r变化的关系图

从图2.2.5.1中我们可以看出，随着观测距离的增大，观测者观测到的太阳峰值波长的光子能量以线性变化规律在减小，直到观测到的太阳峰值波长的光子能量减小到0为止。为了观察近距离的观测情况，我们将图2.2.5.1的横坐标（距离坐标）取对数坐标，其在对数坐标下的观测太阳辐射峰值波长λ_mxa光子能量E_λmax随观测距离r变化的关系图如图2.2.5.2所示。

图2.2.5.1  在对数坐标下观测太阳辐射峰值波长λ_mxa光子

能量E_λmax随观测距离r变化的关系图

从图2.2.5.2中我们可以看出，在大约40Mpx距离以内的观测距离上观测太阳辐射峰值波长λ_mxa光子能量E_λmax几乎是观测不出任何变化的，这就是我们为什么至今才发现宇宙学红移本质的真正原因，这也是我们至今才知道太阳离我们远到一定程度后就观测不到它的观测事实，以至于现在我们才真正明白为什么奥伯斯佯谬不存在，而且这种不存在是在没有任何假设前提下的不存在。