再来“江湖”一下“红移问题”。1.太阳边沿红移.2.有光无星的红移.
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1.多普勒红移与光媒质运动
星体光谱红移的问题是“大爆炸”宇宙学的重要证据之一,为弄清星体光谱红移的机理 ,就得从距我们最近的恒星——太阳说起。
把一架摄谱仪对准太阳,将取自太阳中心部位的光谱与其边缘光谱进行对比,你会发现 太 阳边缘的光谱有一定程度的红移。如果也按多普勒效应来解释这种红移,就意味着太阳边缘 正在离太阳中心而去,这显然是一种不可思议的解释。
那么,太阳中心与边缘的光谱为什么会不一致呢?难道59天旋转一周的太阳,会特意为 一 颗小小的地球表演两种不同的光谱?如果我们的摄谱仪足够精准,当它对准一个红移值较大 的河外恒星时,会不会也出现相同的情况呢?中心与边缘的光学特征到底有什么不同呢?
现在让我们来看看日光从太阳向地球的传播过程中到底发生了什么(见图二十四)。
图二十四
图二十四中的粗线是太阳光的传播速度与方向,细线是太阳风扩散的速度与方向。太阳风同 氢弹爆炸后的气体冲击波一样,向四面八方扩散,当它扩散到地球轨道附近时,其速度已 达约 450公里/秒,由于太阳风等离子体是太阳光球表面到地球之间的唯一介质,太阳光正是通过 太阳风这一媒质向地球传递光波的。如果日地之间是绝对真空,没有任何太阳风粒子流充当 介质,那么太阳光就没有办法传播到地球上来。若地球人看不到太阳光,也就更看不到太阳 光波的红移或紫移。要知道,红移是以光波动说为基础的,光波波长的增大才叫“红移”, 光子说是无法解释红移现象的。
一列火车鸣笛而来时,其汽笛声尖脆,当它离人而去时,汽笛声变得沉闷,这就是声波 的 多普勒效应。同理,当这辆火车的前灯奔你而来时,其光谱紫移,而当它的尾灯照你而去时 ,其光谱红移,这就是光波的多普勒效应。
若让你在一条河中站着,上游和下游方向各100米站着另外两人,让他们同时开动水波 振荡器,上游的水波必先于下游的水波到达你处,且上游的波纹还会同来自下游方向的水波 发生“干涉”,掩盖一部分下游水波的波纹。就你的水波接收设备而言,来自上游的水波波 纹密而有力,来自下游的水波波纹稀而无力,这就是水波的多普勒效应。
太阳是太阳风的风源地,地球处于太阳风的下风方向,太阳中心区域的光波是从C处 乘坐 太阳风直接到达地球D的。已知地日距S为1.5×10幂8公里,光速C为3×10幂5公里/ 秒,太阳风速V为4.5×10幂2公里/秒。日光到达地球的时间t=S/C+V,即
t=1.5×10幂8除3×10幂5+4.5×10幂2=499.2511秒
就太阳边缘A处的光波来说,它要到达地球D处就必须斜穿太阳风,犹如图二十五所示。
由于A区的日光刚离开太阳时是横向穿越太阳风传播,其速度只是C+0,只有当它快到地球 D时,才能乘上沿b线上的太阳风,其速度增加到C+V。由于道理简单,我们不必去细算它的 速度增量,直接把它看成是(0+V)/2=V/2。那么,太阳边缘区的日光传播到地球的时间t为 :
图二十五
t=1.5×10幂8除3×10幂5+4.5/2×10幂2=499.6253秒
如果日地间没有太阳风存在,其等离子气体是不流动的,那么太阳中心与边缘的日光传 播 到地球的时间就是1.5×10幂8/3×10幂5=500秒,以这种速度传来的日光就是 标准光谱,既没有红移也没有紫移。而我们现在取的标准光谱是不标准的,太阳中心的光谱 紫移量最大,其边缘的紫移量较小,其标准就已经向紫端漂移,用它来衡量其它众多恒星的 光谱,岂有不“红移”之理?我们现在说日面边缘光谱有红移值,是以太阳中心紫移量更大 的光谱为标准的,如果排除太阳风的作用,我们就应把光谱坐标向红端移动一小段,这样就 能为整个宇宙确立起一把公正的标尺。
当用这把公正的标尺来测其它恒星的光谱时,其红移天体就会从统计学意义上大量减少 , 所有恒星相互远离的假象就会得以澄清。我们将理解夜间观测到的星光,都是在与太阳风媒 质逆向运动并相互干涉两年多之后才传播到地球的。如果假定其它恒星的光谱到达太阳 系边界时没有红移,其速度是每秒30万公里。但它进入 太阳系后,因要与太阳风逆行才能到达地球,其速度就会每秒减少450公里,而只能以每秒2 99550公里的速度到达地球。在太阳系内的两年多时间内,太阳风已经使它们本来标准的光 谱出现了红移。
看来,奔向地球而来的太阳风使人们弄紫了光谱标尺,远离地球而去的太阳风又使来访 的星 光向红端移动。用一把偏紫的标尺去量偏红的星光,当然会红上加红,多普勒效应就被这样 加倍地夸大了,整个宇宙“离地球而去”的秘密正在这里,宇宙膨胀的神话也由此而生。
“大爆炸”理论的捍卫者会说,你的“红移理论”没有经过实验的检验,不能算数。那 么好,笔者也请你们亮一亮“宇宙膨胀”的实验证据,如果亮不出来,就应回到太阳系 中来,看看太阳风这种光媒质的运动会对你所接收到的天体光信号产生什么影响。若你坚持 认为没有任何影响或“忽略不计”,那么就请解释清楚太阳边缘光谱的红移问题,请分辨一 下分别来自上风和下风方向的声音,请说清光波不依赖光媒质的缘由。
如果说不清楚,就请你们暂别提什么宇宙的爆炸与膨胀,别提什么多普勒红移证明星系 在相互远离。等你们把眼前的光学问题弄清楚之后,再来讨论这些遥远的宇宙问题。
2.是类星体还是死星体?
大家知道,就地球人类看来,光速是最快的,无法超越的,但 就宇宙来讲,光速却并不是什么高速,地球人若给天狼星人发个激光电报,得等8.7年才能 被对方接收到,同理,他们回复的光波电报也得再苦等8.7年才能传到地球。
要知道,地球人和天狼星人各自发出电报所花的时间只有1分钟,剩下的87年是等待 的 时间,等待这束载有信号的激光束走完8.7光年的路程。而在这段漫长的传递过程中,若中 途遇到游离云雾的阻挡与吸收,这种光波电报通讯也就会以失败而告终,见图二十六所示:
图二十六 在浩翰无限的宇宙中,一些星体在由暗变亮,另一些星体在由亮变暗,一些星体的外部云壳 稀薄透明(如太阳),另一些天体外部渐渐堆起厚重的云层,阻挡其星光向外辐射(见猎户座大星云)。在地球与目标星体之间,时而“晴空万里”,时而“乌云密布”, 其星光只能断断续续地射达地球。
由于以上多种简单的光学原因无法表现宇宙学的高深,地球上的天文学家总想把它说得 更 “科学”一些。当星光从宇宙云洞中重新钻出时,他们说又有一颗“新星”爆发,当一颗亮 星渐渐被云层遮住时,他们说这颗恒星已演化到了“黑洞”阶段。当某些天体的亮度出现周 期闪烁时,他们说这是“造父变星”、“巴拉德星”、“脉冲星”、“中子星”之类,并生 拉活扯地把这些光学变化说成是星体的亚原子或核子变化,让普通老百姓不懂,以体现他们 不凡的科研档次。
其实,在任何一团星云里,最热不过星云核,它如同银心一样,不过几万摄氏度。最冷 不 过氦冰雪球,它就在摄氏零下272度左右。在这样一个温度与压力区间,星体物质都会表现 在固体、液体、气体、等离子体四种物态之中,并不会出现什么超固态或夸克态。因此,它 们的光学特征必须同这四种物态相关联。
在可观测的宇宙之中,所有发光天体都离不开这四种物态,并不存在什么高密态、简并 物 质、中子星、类星体之类。从光谱形态来看,我们至今没有找到什么中子星的谱线特征。至 于一些星体光谱出现了多普勒红移,除上节所述标准谱线(太阳)偏紫、多普勒速度效应以外 ,就是死星余辉的红移。
大家知道,一些已经熄灭或被暂时遮住的亮星光芒会在宇宙中长途跋涉后到达地球,当 我们地球人看到5000光年远处的一颗亮星渐渐消失时,可作出两种判断:1.它正好在5000年 前消失;2.它的光线被附近的宇宙云或暗星暂时遮住了。
如果说出现第一种情况,那么我们所看到的星体目标就已经死亡5000年了,传到地球的 星 光只是这颗死星的余光。就如同我们看到远处的闪电很久后才听到它的雷声一样。当这声惊 雷到达你的耳朵时,发雷处早已平静无音了。
同理,我们今天向5000光年远处射一束激光,当他们看到这束激光时,我们与其激光装 置 都已作古5000年了。如果2300光年远处的望远镜正在注视地球的话,那么他们现在看到的地 球光亮一定是秦始皇焚书的火光,或许是楚霸王项羽正在火烧800里阿房宫。
死星的光亮同活星的光亮会有什么区别呢?其中一个最显著的特点在于,死星的光谱会 出 现大幅度红移。要理解这一点,我们还是先来看看水波的“红移”。图二十七是水波“红移 ”示意图:
图二十七
设水波从振荡源A处出发,经过2个距离单位到达接收点C,当振荡源从时间t0开始工作 ,到t1时终止,那么中点B处的接收装置刚好测到来自A处的波浪,其接收波长、频率与振 荡源相同。
在时间t1~t2阶段,水波还会继续从B处向C处传播,同时,因A处再没有新的振荡 发 生,B处的波幅(势)最大,故还会向A方向反向传播(反馈)。当时间到达t2时,A处与C处都 会同时接收到来自B处的波浪,但这时的波长已比原来的波长长了一倍,频率已低了一半, 这便是死水波的“红移”现象。
我们今天观测到的某些类星体光谱红移值达96%,若按多普勒效应解释,它们在以接 近 光速的高速远离地球而去,相当高能加速器里的质子冲刺速度。就现有宇宙学的机理来讲, 别说宇宙膨胀,就是正在爆炸也达不到这样的高速,故类星体红移问题一直是宇宙学家们最 辣手的难题。如果我们把这些遥远的星体看成是死星的余辉,就可以用上面的水波“红移 ”例证来解释 ,可把它们称之为死星余辉红移现象。
由于现在的宇宙学家是根据星体的红移值,套用哈勃定律来推算其距离的,并由此推出 类星体是离我们最遥远的天体。如果把 红移 机理解释为死星余辉红移,那么类星体可能并不是离我们最远的天体。当然,160亿光年以 外还有更多的宇宙天体,但我们地球人已经看不清了,它属于外宇宙人研究的对象。
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