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我的书《宇宙的真谛》中的一段描写:“1929年哈勃光谱红移的观测(和红移定律的发现)以来,人们对宇宙膨胀的理念已深信无疑。但也有少数科学家与研究员以为:光谱红移现象是光穿过物质后引起的红化,越远的星系辐射过来的光穿过的物质越多,所以光谱越红。此为,星际消光引起的星际红化现象。另一说法是,星系的质量越大,红移量越大,所谓引力红移。这些研究员的说法都是很有道理的,而且有观测上的证据。在此我想说服这些研究员,最简单的方法是,我可以问这些研究员,请他解释一下:人们观测到的一些星系或恒星的光谱蓝移(或紫移)现象是什么回事?” 美国天文学家哈勃在光谱的多普勒效应的观测中,发现绝大多数的星系的光谱线向可见光的红端移动。此为哈勃光谱红移,也叫“哈勃红移”。哈勃红移被认为是宇宙膨胀现象(星系之间的距离互相彼此拉大的现象)的唯一的,可靠的观测证据。根据多普勒效应,当一个星系或恒星在快速离开地球时,对其辐射过来的光波进行观测时,第二个波长比第一个波长微微拉长一些。它显示由于天体作离开运动时,其辐射的光波的波长被拉长的现象,反应在光谱线的红移上。在观测上,也有少数的星系,其光谱是蓝移的。光谱蓝移(或紫移)的星系,比如,本星系群中的仙女星系。有光谱蓝移的恒星,比如,本星系(银河系)中的织女星。它表示,银河系与仙女星系是互相靠近的;我们的太阳正向着织女星方向运动。 在广袤的星际太空中,存在着许多星际物质,主要包括:星际气体,星际尘埃,和各种星际云。据科学家估计,在银河系里,星际物质的总量约占银河系总质量的10%左右。遥远的星光到达地球,会显得“发红”,“发黄”,因为白光的绿蓝紫部分容易被星际物质吸收,所以这种“星际消光”现象引起了白光红化。但不是光谱线发生红移。这种光穿过物质的红化现象的最直接且可观测的证据是最简单的:早晨刚出地平面(海平面)或刚上山的太阳为什么这样红?是因为日光穿过较厚的云层引起的。 引力红移与哈勃红移是截然不同的,但很难辨认。力怎么能红移呢?光子怎么能红移呢?红移或蓝移问题本属于光的波动理论范畴,力与粒子本来没有红移蓝移的概念。另外,引力红移也不是天体之间引力波的红移,广义相对论预言的引力波从来没有被人们观测到。 通常认为,引力红移应该指的是天体对光子的引力作用引起的,使其辐射的光谱向红端移动的现象。根据牛顿的引力理论或爱因斯坦的引力场理论(广义相对论),含有质量的粒子与粒子,粒子与天体,天体与天体之间存在引力。光的波粒二像性中,光是粒子也是波。据此,我有如下看法,供诸位参考。 1,射向引力场(天体:地球,太阳,白矮星,其它高密度天体)的光,由于引力的平方反比率,前面的光子比后面的光子所受的引力大,第一个光子与第二个光子的距离,比第二个光子与第三个光子的距离大,以此类推,射向引力场的光子之间的距离随着引力场的增强而增大。对于天体来说光是红移的。 2,射出引力场(天体:地球,太阳,白矮星,其它高密度天体)的光,由于引力的平方反比率,前面的光子比后面的光子所受的引力小,前一个光子与后一个光子的距离,比后一个光子与第三个光子的距离大,以此类推,射出引力场的光子之间的距离随着引力场的减弱而增大。对于天体来说,光是蓝移的。 对于上面1和2两种情况,因为我们在地球上,无法观测从地球的引力场射出的光现象,而只能观测天体射入地球引力场的光谱。不管是太阳,红巨星,白矮星,其它高密度天体射入地球的光,由于地球的引力场作用,光都是红移的,在地球上,不存在从这些天体因为引力效应,射入地球蓝移的光。所以,在研究中很容易把哈勃红移与引力红移混淆起来。但实际情况,它们是不一样的: 在海平面和高山上分别测量同一光谱,可能出现,在海平面所测得到的光谱波长比高山上测到的光谱波长大。但是,假如在天文观测台上测量这一光谱,由于天文台的海拔是固定的,因此,没有光谱引力红移的观测比较效应。 被认为引力红移的观测证据是: 20世纪60年代,在哈弗大学里,庞德,雷布卡,斯奈德采用穆斯堡尔效应的实验方法,测量由地面上相差22.6m的高塔与地面两点之间的引力势的微小差别所造成的谱线频率的移动,似乎定量地验证了引力红移。这个实验采用穆斯堡尔的伽马射线源,分别在高塔与地面做实验(射入地球与射出地球),在探测器上测量到频率偏移,被认为是两点微小的地球引力造成的,这种频率偏移没有说明是红移还是蓝移。我认为它可以证明:1,光子是有质量的。2,地球对射入或射出的光子在不同高度上有不同的引力。但是,该实验尚不能说明在地球的同一位置上有引力红移的观测效应。 以上的分析,我得出的结论是:光的引力红移在引力理论上是成立的,但在实验观测上,目前仍无可靠的证据。哈勃对许多星系或恒星的的光谱红移及蓝移的观测,是多普勒效应对天体运动距离的检测,所得出的结论宇宙处于膨胀状态是完全可以信赖的。
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