天体距离红移常数及视向速度定律

天体距离红移常数及视向速度定律

湖南溆浦卫校刘生铁

为了理解光波的干涉红移，我们首先分析显而易见的水波干涉红移。假设有两个相距很近的水波源的波不断向前传播，如果两个水波频率相同，位相完全相反，水波完全抵消，无波前行,这两个水波干涉的结果，频率降低到零，出现最大的干涉效果及红移结果。如果两个水波频率相近，两个水波向前传播的过程中，每间隔几个波就抵消掉一个波，水波的频率减少了，也出现了水波的干涉红移。

大声音可以压制小声音，这是声波的干涉现象。

在军事上，用频率相近或相同的电磁波干扰敌人的电磁波信号，用强大的电磁波作战飞机压制敌人的电磁波信号，这都是利用电磁波干涉原理。光波也是一种电磁波，与水波及声波一样，也可以产生干涉红移。

星系发出的光各种频率的光都有，光与光之间的干涉更加强烈，宇宙空间又有来自各个方向的光干涉，光在漫长的宇宙旅途中，它无法不红移，只会越远越红移（z=ar， z为红移值，a为天体距离红移常数，r为距离）。红移至少包括多普勒红移；干涉红移；自行红移；康普顿红移。星系光谱红移值由这些红移共同组成。星系光谱红移值不仅与星系来去速度的快慢有关，更与星系距离的远近有关。星系光谱红移值包括了多普勒红移值及距离红移值。只用一种红移的公式来解释宇宙，太忽略了宇宙的复杂性。哈勃定律仅仅以多普勒红移为依据，毫不考虑其他几种光的红移，所以，哈伯定律不能计算星系退行速度。这些都说明远方星系不是快速离去的，宇宙不是无休止加速膨胀的。这个激烈争论了百余年的天文学老大难问题总算有了定论。宇宙由比原子还小的点爆炸起源的学说失去了理论的支撑。

滤光原理和红移原理共同决定了光有视界极限，因为任何光线随着传播距离的增加，都可红移成不可见的低频电磁波，更何况宇宙空间充满了稀薄的尘埃物质。视界外的天体用现有的望远镜看不到。r射线穿透力强，视界外遥远天体发出的r射线经长距离传播可以红移成可见光，所以，发出大量短r射线的类星体及短r射线暴天体在视界外是可以看到的。用红外线工作的望远镜应该望得远些。但红外线衍射性大，太远的图像较模糊。

根据多普勒效应原理公式：

v/c =(λ-λ0)/λ0=z

v/c=z

c为波的传播速度，v为波源的离去速度，λ为天体光谱波长测出值，λ0为实验室物质光谱波长测出值, z为红移值。当z=1时，v=c ，当红移值为1时，天体就以光速离去。天体以光速离去，天体发出的光是不能到达地球的，我们不可能看到这个天体。遥远的类星体我们可以看到，但多数类星体的红移值大于1 ，甚至大于10 ，如果光只有多普勒红移，没有其他红移的话，就意味着类星体是以几倍甚至十几倍光速离去。超光速离去的天体发出的光，我们肯定看不到。我们能够看到红移值大于1的类星体或短r射线暴天体，肯定光有多种红移，而且肯定类星体不是以超光速离去的，也说明宇宙不是加速膨胀的，空间也不是加速膨胀的。

既然哈勃定律不能计算星系退行速度，那又要用什么定律来计算星系的来去速度呢？

哈勃定律是根据多普勒效应推导出来的:v=ho×d ,v为星系退行速度，ho为哈勃常数，d为星系与地球的距离。

多普勒效应公式为：

（λ-λ0）/λ0=V/C

式中λ为视向运动物体所放出的波的实际所测得的波长，λ0为静止物体所发出的波的波长，V为视向运动速度，C为波的传导速度。此公式在声波很适应。在光波中，C就是光速。多普勒效应公式用于宇宙的长距离计算就不适应了。因为还存在光的距离红移，星系红移值包括了多普勒红移值及距离红移值两方面。哈勃定律由于没有考虑距离红移这一因素，所以不能用于星系退行速度的计算。

按照传统的红移概念，Z=(λ-λ0)/λ0 , 距离红移的公式应该为：

Z=ar=(λ-λ0)/λ0

天文界根据这一公式测出天体平均距离红移常数a。天体平均距离红移常数a是许多天体的红移值Z和天体与地球的距离r决定的。统计的天体越多，a值就越正确。

a=(λ-λ0)/λ0r

以频率计算，距离红移公式为：

Z=ar=(F-f)/f

a=(F-f)/fr

Z为距离红移值，a为许多天体的平均红移值所决定的距离红移常数，在这许多天体中，有些天体离地球而去，有些天体向地球而来，经统计平均后的红移值就相当于与地球没有相对速度天体的红移值。r为天体与地球的距离，λ为天体光谱波长的实测值，λ0为太阳光谱的波长或实验室物质的光谱波长。F为实验室物质光谱的频率，f 为天体光谱频率实测值。统计的天体越多，a值就越正确。

V/C=(λ-λ0)/λ0=Z

天体红移的Z值减去距离红移的Z值就是多普勒红移的Z值。

V/C=Z-ar

V=(Z-ar)C

如果某星系的Z值是0.3，a值是天文界测出的常数，如果能测出其r值的话，如果ar值为0.299的话，该星系的离去速度是0.001C，也就是千分之一光速。这是天体相对于地球的离去速度。

太阳系和地球在银河系中以很高的速度移动。要想计算仙女系与银河系的靠拢速度，就应该以银河系星系核黑洞与仙女系的相对速度为准。就需要应用另一种多普勒效应公式，如果用波的频率来衡量波的红移，多普勒效应公式为：

f/F=(C-U)/(C+V) 或 V=[(C-U)F/f]-C

f为运动物体所发出波的所测频率，F为静止物体波的频率，C 为波的传播速度，U为观察者的运动速度，向着波源运动用“+”号，离开运动用“-”号，V为波源的运动速度，向着观察者运动用“-”号，离开观察者运动时用“+”号。

距离红移所产生的频率降低至f′：

Z=ar=(F-f′)/f′

f′=F/(ar+1)

f+(F-f′)就是天体多普勒红移所产生的频率降低

V=[(C-U)F/(f+F-f′)]-C

V为天体的来去速度，正值代表离去速度，负值代表靠拢速度。作者刘生铁提出的这一定律与哈勃定律比较，具有本质区别：

1、哈勃定律没有考虑光的距离红移，计算出的天体视向速度绝大多数都是快速离去的，而且越远的天体离去速度越快，甚至是超光速的离去。刘生铁定律计算出的天体视向速度，有些天体快速离去，有些天体快速靠拢，还有些天体即不离去，也不靠拢，天体视向速度与距离无关，越远的天体离去速度并不是越快。

2、用哈勃定律推导出的宇宙学理论是宇宙点爆炸起源论、宇宙加速膨胀熄灭论、宇宙大崩塌论等，这些悲观错误的宇宙学理论无法解释宇宙现象和原子现象。天文界对哈勃定律的争论从未停止过，只是

一直未能论证光有多种红移而一直未能推翻。刘生铁定律就是建立在光有多种红移这一理论基础之上的。用这一定律推导出的宇宙学理论是宇宙动态循环理论，不仅可以解释宇宙奥秘，还可以解释原子奥秘。

3、哈勃定律公式简单容易理解，只适用于近距离快速运动的天体，如粗略计算仙女星系的靠拢速度基本适应，但不精确，如果要计算遥远星系的视向速度就不适应了，就会出现极快的离去速度。刘生铁定律公式复杂很难理解，是天文数学的一大理论难点，必须仔细思考才能理解，此定律不仅适用于近距离天体视向速度的精确计算，更适用于遥远星系视向速度的精确计算。