神马文学网周坚红移定律与哈勃定律的内在联系
来源：百度文库 编辑：神马文学网 时间：2024/04/28 11:27:02
周坚红移定律与哈勃定律的内在联系
上一篇 / 下一篇 2009-10-28 19:55:47
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依据国家科技成果网-解析宇宙学创始人周坚的博客中的“解析宇宙学的理论基础──周坚红移定律”一文已知：
周坚红移定律的数学表达式是：
（1）
其中，r是单位为Mpc的光（电磁辐射）的传播距离，z是宇宙学红移，α是宇宙学红移常数，即α=0.00023683 /Mpc。
著名的哈勃定律是众所周之的，它的数学表达式是：
（2）
其中，r是单位为Mpc的距离，z是红移，H0是哈勃常数，即H0=71km/s/Mpc，c是光速，即c =299792.458km/s。
将周坚红移定律与哈勃定律进行比较不难发现：
1、从所表达的距离上来看，周坚红移定律所表达的距离是光传播的距离，而哈勃定律所表达的距离是天体到观测者之间的距离；
2、从数学表达式的形式上来看，周坚红移定律的分母是（1+z），而哈勃定律的分母是1；
3、从它们的常数之间的关系上来看，光速c除以哈勃常数H0的值就是周坚红移定律中的宇宙学红移常数α。
4、在宇宙学红移很小很小的情况下，由于宇宙学红移z很小很小，以至于周坚红移定律中的分母项（1+z）趋向于1，从而导致周坚红移定律演变为r=z/α=cz/H0，而这就是哈勃定律的形式，但这里所指的红移是由光（电磁辐射）传播特殊行为（光传播的这种特性一两句话说不清，为便于人们理解，就将光传播的这种性质理解为光传播的特殊行为，它传播的规律就是周坚红移定律）引起的宇宙学红移而不是由光源运动引起的多普勒红移；
5、周坚红移定律与哈勃定律在近距离范围内的一致性不需要任何的假设条件。
为直观反映周坚红移定律与哈勃定律的内在联系，我们以红移z的对数为纵坐标，以距离r的对数为横坐标，并将周坚红移定律（1）和哈勃定律（2）绘制在该对数坐标图上就形成了周坚红移定律与哈勃定律的直观比较图1。
图1 周坚红移定律与哈勃定律的直观比较图。实线是周坚红移定律曲线，虚线是哈勃定律曲线。
从周坚红移定律与哈勃定律的直观比较图1中明显看到:
(1) 距离大约在小于200Mpc(6.5233亿光年)的范围内，周坚红移定律曲线（图中实线所示）与哈勃定律曲线（图中虚线所示）完全重合，几乎看不到任何差别，说明在1929年由哈勃发现的哈勃定律与2008年6月由周坚发现的周坚红移定律在距离小于200Mpc(6.5233亿光年)的范围内是完全一致的；
(2) 距离大约在大于200Mpc(6.5233亿光年) 的时候，周坚红移定律曲线（图中实线所示）与哈勃定律曲线（图中虚线所示）似乎开始出现差异，虽然不明显，但周坚红移定律曲线（图中实线所示）开始向上脱离哈勃定律曲线（图中虚线所示），说明哈勃定律与周坚红移定律在距离大于200Mpc时开始出现了差异；
(3) 距离大约在大于200Mpc(6.5233亿光年)至大约1000Mpc(3 32.6163亿光年)的范围内，周坚红移定律曲线（图中实线所示）与哈勃定律曲线（图中虚线所示）明显显示出分离，并随距离的增大而逐步增大，但不明显，说明哈勃定律与周坚红移定律的近似一致性大约可延伸到1000Mpc (32.6163亿光年)的距离范围内；
(4) 距离大约在大于1000Mpc(32.6164亿光年) 的范围内，周坚红移定律曲线（图中实线所示）与哈勃定律曲线（图中虚线所示）在图形中明显显示随距离的增大而急剧增大，直到距离趋向1/α；
(5) 距离大约在2500Mpc(81.5406亿光年) 的附近似乎存在一个急速变化的拐点，在距离小于这个急速变化的拐点距离时，周坚红移定律曲线（图中实线所示）向上偏离哈勃定律曲线（图中虚线所示）的程度随距离的增大而增大，但在距离大于这个急速变化的拐点距离时，周坚红移定律曲线（图中实线所示）向上偏离哈勃定律曲线（图中虚线所示）的程度随距离的增大而急剧增大，因此，这就是在解析宇宙学创始人周坚博客中的“基于周坚红移定律作相对论多普勒效应解释的宇宙膨胀拐点”博文所涉及到的宇宙膨胀拐点。
6、从实际观测情况来看，无论红移高低如何，周坚红移定律都能直接表达它们之间的关系，而哈勃定律则只能直接表达它们之间在有限距离范围内的关系。