| 如何判断星际光谱的频移是由什么原因造成的。由于存在一些图片，不能将这些图片粘贴过来，详细的请见。 http://forrootbasic.51.net/yzdgn/kpdxyhyzhgn/pxpyxysdzdyzgnhwlgn.htm 2、谱线频移的鉴别方法 在前面我们已经探讨了宇宙中遥远星系所发出的光在我们观测上可能会存在三种频移，这三种频移单独观察一个谱线是无论如何也不能进行区分的。那么是不是就没有办法了呢？当然不是，最近想到了一种方法可以将谱线的三种频移分辩开来。如图：在我们对辐射光（比如太阳光）进行谱线分析，发现谱线是由谱线系构成。图中的每一个竖条表示一个频率的光，图中所画的是一个谱线系。谱线系中每一条频率的频率是唯一确定。（当然，可能会存在一定的多普勒展宽，这个多普勒展宽决定了测定的精度问题），我们只要将标准的谱线系和由于各种频移所造成的谱线移动作一比较就可以将三种原因所造成的频移区别开来。这样，鉴别宇宙中遥远星光的谱线移动是由什么原因造成的，以什么为主，在原理上就成了比较简单的事情了。 第一、传递波的介质或者距离效应所导致的红移 波的传递介质或者距离效应所导致的频移其原因是由于传递波的介质在对光的能量传递过程中所形成的能量损耗所造成，因此在关系式上，可以表达成光衰减的频率同光传递的距离成正比。可以表示为： =-△ 其中表示我们观测到的频率，为标准谱线的频率，△为光线通过确定空间长度后所衰减的频率，它和距离长度成正比。如果我们将上图中的谱线横线当作谱线坐标的话，那么我们会看到谱线均匀的横向移动，每一条实际观测的谱线都会在标准谱线系图上横移△。 如图： 图中颜色较淡的竖线，表示我们实际观测到的发生频移的谱线系。较深的竖线表示标准的谱线系。当然，在对遥远星系的观测过程中，我们得到一个谱线系是不容易的，因为光线强度是非常小的。其实，只要在实际的观测中观测到到任意两条谱线，那么就可以采用这种比较的方法来得到结果。 (关于这个图并不是标准的,在谱线位置的关系上也是不对的,这里仅仅为了说明观测到的多普勒红移在标准的谱线系上的比较存在区别,只要注意采用观测谱线和标准谱线之间的关系很容易鉴定,那么这个图则是次要的了。） 第二、宇宙天体和地球的相对运动速度所导致的多普勒红移 多普勒频移仅和观测者和光源的相对速度有关，那么多普勒的表达形式为: 由于观测者和光源之间的相对速度在不同的谱线中是相同的，因此可以简单的表达成=k，其中k等于。 我们可以看到，多普勒频移和距离效应存在着本质的区别，这种区别就是在谱线系的标准图上和我们观测到的谱线系，其谱线的位置的变换为=k。如图： (关于这个图并不是标准的,在谱线位置的关系上也是不对的,这里仅仅为了说明观测到的多普勒红移在标准的谱线系上的比较存在区别,只要注意采用观测谱线和标准谱线之间的关系很容易鉴定,那么这个图则是次要的了。） 第三、空间中的物质导致的红移 空间中的物质所导致的红移除了星际分子原子物质和光发生的康普顿散射之外，其它的就是带电粒子和光发生的作用了。由于我的数学不好，不能采用公式把它描述出来，但由于前面的距离效应和多普勒频移是简单的谱线移动，那么这就提供了一种简单的鉴别方法。 如果将宇宙中的媒质采用统计的方法，可以将媒质当作异种均匀的各向同性的分子原子物质处理。但是对带电粒子处理则不能采用这样的方法，因为带电粒子的运动速度在空间中的分布应该符合一种统计的分布。光子和这些带电粒子的作用所引起的谱线频移则要采用统计分布的原则了。 频率高的光和介质发生的康普顿散射所损失掉的能量要多一些，频移相对的要大一些。相反，频率低的光和介质发生的康普顿散射所损失掉的能量要小一些，频移相对的也要小一些。那么这就存在这样一种趋势，就是光经过大量的多普勒散射之后，频率分布会趋向均匀，换句话说，将会趋向于连续谱线。带电粒子和光线的作用也是相似的。谱线系的结构在我们观测上将会模糊或者消失。当然，这依赖于光线通过的距离。如果是光线通过的距离是无限的，那么我们所观测到的则必然是某种连续谱线。这一点很容易和上两种谱线频移的原因区分开。 我认为，宇宙中的谱线频移，康普顿效应和带电粒子于光的作用所引起的频移是主要的频移，另两种是次要的。在天文观测上，应该在远距离观测上观测到的是连续的谱线，近距离观测上观测到的应该是模糊的谱线。 3、谱线频移和宇宙状态的关系 第一、 如果我们观测到的谱线频移，其鉴定方法必须采用多普勒红移来解释，或者以多普勒红移为主来解释，那么这说明遥远的星体在离我们而去。膨胀的宇宙成立。 第二、如果我们观测到的谱线频移，其鉴定方法必须采用第一种方法——传递波的介质可能引起的红移，或者以第一种方法为主，由于距离效应所引起，那么一个惊人的结论为牛顿力学在高精度内不能成立，牛顿力学定律不能成立。因为必然要引入力学属性的衰减来解释这种现象。那么惯性定律则没有任何的意义。我们知道，相对论也是建立在牛顿力学的基础上，因为狭义相对论的相对性原理则是牛顿力学的一种表述。相对论内建的力学系统不能成立的话，那么相对论也不能成立了。 这样的一个结论是不用怀疑的。 第三、如果我们观测到的谱线频移，其鉴定方法必须采用空间中的物质导致的红移(如康普顿效应来解释和带电粒子和光的作用的解释）来解释，或者以此为主来解释，那么这说明膨胀的宇宙不能成立，当然，也包括宇宙大爆炸理论不能成立。那么宇宙的观念要恢复到十九世纪的哲学观念，整个宇宙无边无际。 整个宇宙采用定量的方法来描述是没有任何意义的。 （我个人认为，这种可能性是最大的。） 三、关于方法的有效性问题 由于遥远星系发出的光的的强度是很微弱的，能否采用如上的方法依赖于观测精度能否进一步提高。 另一方面是关于如上的三种可能的原因叠加的问题。我想采用数学上的方法应该可以区分开来。 此外，能不能从理论上找到遥远星系所发出光的两条或者两条以上的谱线，这个问题很关键。如果不能确定这个问题，那么本文的方法就没有意义。由于星系所发光的物质都是有限的，从恒星不同阶段的能源上来说也是有限的和确定的，因此在理论上一定可以找到两条可供比较的谱线。 |