一个简单的宇宙模型-挑战相对论-西陆网

[楼主] [18楼] 作者:星空ptg 发表时间: 2008/03/08 01:08

对[14楼]说：

——关于封闭的四维时空结构这样的问题，交流起来很不容易，自己心里明白但想让别人明白自己的意思，并不是一件容易的事。这主要是我们的语言是在三维空间加一维时间的环境中创造的，所以在表达四维时空时，经常找不到恰如其分，且不容易让对方发生词意理解偏差的词。好在你也研究过宇宙，这样交流起来可能会好很多。

——尽管如此，由于我们是第一次讨论宇宙大尺度时空结构的问题，所以我还是不知道该从哪说起，才能把意思表达清楚，并尽量少在词意理解上的偏差（完全没有几乎是不可能的）。所以，我就先想到哪里说到哪里，表达不清的地方我们再进一步交流：

一、实际图中C、B、A、O相对D，在大黄圆“纯空间”中的退移速度是没有意义的，需要计算的是在此空间的距离。这个距离只要有足够的实际观测数值（如哈伯常数）或可检验参数值（如宇宙的总质量，具体用途后面会涉及到），通过积分是不难计算的。
二、C1、B1、A2、O4相对D的退移速度，可以通过这些点附近红曲线的曲率反映出来。具体因为“时和尺”的问题，不套容易说清楚。请参照我后面说的“时和尺”的问题。
三、在这个模型下，宇宙并不需要加速膨胀（甚至可以以一定速度收缩），我们看到的天体退移速度也会越来越快。这可能需要费点力气解释，才能让你明白我的解释是什么意思（明白不等于认可），这不是你理解的问题，而是表达明白太难：
1、按照广义相对论，在引力场具有“时缓、尺缩、光慢”效应，但用引力场中的钟和尺，是测量不出附近的光速变慢的，只有用引力场以外的钟和尺，才能测量出引力场中的光速变慢的。
2、由于宇宙的膨胀，宇宙的密度必将会越来越小，其内部大尺度下的引力场强度，也就会越来越弱。因此，当我们考察过去宇宙中的光速时，实际等效于在弱场中看强场的光速。因此，以我们今天的时和尺为标准，宇宙中的光传播速度是越来越“快”的，越是过去光速就越慢。（这个原理对解释宇宙的一些现象，和计算宇宙的相关参数用途很大，具体的以后再说）
3、换个角度在说：
以发光当时的观点看：越早（等效于光源离我们越远）发出的光，达到目的地时被膨胀的时空“拉伸”的越厉害。
以今天的观点看：越是来自遥远过去的光，在发出的当初被“压缩”的越厉害。这种“压缩”对我们今天的观测而言，具有蓝移的效果。所以，越是来自过去的光，引力场“压缩”的蓝移，对时空膨胀的红移的消减效应就越大。这样就在观测上给我们一种“错觉”：哈伯常数有随距离变小的趋势，自然就会得出宇宙膨胀越来越快的结论。

四、最后再说说此模型中，如何确定时空膨胀速度（也是时空关系）、光速和宇宙年龄之间的数学关系。
我们的宇宙必须存在一个“恰到好处”的固有内廪性，那就是：
1、即要保证光传播永远也不会“逸出”宇宙空间。每个时刻的膨胀，都需要一个速度下限。
2、又要保证膨胀不会把光传播“留”在过去。每个时刻的膨胀，都需要一个速度上限。
3、就是要使来自任何过去的光传播，都“恰好”在此时此刻的空间中。膨胀可能是一个速度变化范围，或只有一个确定的速度。
只要满足上面的三个条件，宇宙的膨胀速度可以是加速、减速、匀速，这与光速“变化”有关，光速变化与时尺变化有关，时尺变化与宇宙的密度变化有关，宇宙的密度变化与宇宙的膨胀速度（即宇宙的“体积”变化）有关。这是一个源于宇宙总质量的逻辑环，把这个逻辑环变成一个方程（组）应该并不难。

先说到这里，听听你的意见后，再决定是否继续说（要想说完是不可能的，因为至少需要一个长篇小说并带很多附图的篇幅）。

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