所谓反引力暗能量的实质及其根本解决

中国科学院  力学研究所  吴中祥

提          要

1929年哈勃观测各星系距离与速度在一定范围内有线性关系的哈勃定律，而得出所谓宇宙膨胀。

   后又观测到宇宙远处星群速度超过哈勃定律，而得出所谓宇宙加速膨胀。

   其距离按几何关系，经由各因素修正后，基本上可符合实际地测得。

其速度却是按现有的都普勒公式由测得各星系发来光频率的红移量与其速度成正比的线性关系而得到的。

但是，通常的都普勒公式只适用于惯性牵引运动，而各星系并非惯性牵引运动。因而，所谓宇宙膨胀、宇宙加速膨胀，都是由此得来的错误结论。

也因如此对各星系速度测定的错误，按引力公式计算就出现巨大的“宇宙质量缺失”。而且，即使发现宇宙间有大量巨大质量的“黑洞”，也不能完全弥补“宇宙质量缺失”。因而，错误地认为有所谓反引力的“暗能量”。

本文导出了各星系光频率的红移量的正确公式。按此，由观测得到各星系的光频率红移量就能正确得到各星系的运动状态，并正确计算“宇宙质量缺失”和各黑洞质量，具体否定：所谓宇宙膨胀、宇宙加速膨胀、反引力的“暗能量”。

关键词：哈勃定律，宇宙膨胀，黑洞，暗能量，各星系红移量公式，

1．非惯性牵引运动系间位置矢的变换

   牵引运动系间位置矢的变换，按几何关系，一般地，应是由其间的牵引位置矢的方向余弦组成的正交归一矩阵表达，只是惯性牵引运动观测系间的变换，因其间的时空牵引速度（有*号）不变，按相对论，同一时空位置矢量，分别在无’号与有’号，观测系间的变换是由其间的时空牵引速度（有*号）的方向余弦组成的正交归一矩阵表达。即：

ict’=(ictic-r(3)v*(3))/v*

=i(tc/v*+r(3)v*(3)/c)/(1-v*(3)^2/c^2)^(1/2),

r’(3)=i(ctv*(3)+r(3)c)/v*

=(tv*(3)+r(3))/(1-v*(3)^2/c^2)^(1/2),      (1)

dt’/dt=(1+v(3)v*(3)/c^2)/(1-v*(3)^2/c^2)^(1/2),

v’(3)dt/dt’=(v*(3)+v(3))/(1-v*(3)^2/c^2)^(1/2),

v’(3) =(v*(3)+v(3))/(1+v(3)v*(3)/c^2),          (2)

   动量，p’(3)=mv’(3),p(3)=mv(3),

p’(3)=(mv*(3)+p(3))/(1+v(3)v*(3)/c^2),        (3)

对于光子：

h光频率’/c =(mv*(3)+h光频率/c)/(1+v(3)v*(3)/c^2),(4)

对于声子：

h声频率’/a =(mv*(3)+h声频率/a)/(1+v(3)v*(3)/c^2), (5)

频移z=(频率’- 频率)/频率’。

当v(3)v*(3)/c^2可以忽略，即有：

对于光子：

Z=(h光频率’-h光频率)/ h光频率’=(cm/ h光频率’)v*(3) (6)

对于声子：

Z=(h声频率’-h声频率)/ h声频率’=(cm/ h声频率’)v*(3) (7)

这就是通常的多普勒公式。

由此可见：通常的都普勒公式只适用于惯性牵引运动。

2．实际上，各星系并非惯性牵引运动

但是，各星系并非惯性牵引运动。

   更多的实际估测的结果也表明：

1929年，哈勃首先发现河外星系的视向速度与距离成比例（即距离越大视向速度也越大），并给出速度-距离比，符号为K，比值为500。后来人们称为哈勃常数，并改用符号H。1931年，哈勃和M.La.s.哈马逊第二次测定H为558,后又订正为526。

哈勃定H时,应用了造父变星和星系中的最亮星来标定距离。1952年巴德指出，仙女星系中造父变星的星等零点应变动1.5等，由此哈勃常数应修订为H=260。

1958年桑德奇指出：哈勃所说的最亮星实际上位于电离氢区，因此要再加上1.8等的星等改正,从而将哈勃常数降低为H=75。 

1974～1976年，桑德奇和塔曼又用七种距离指标的方法重新修订哈勃常数，得H=55，只及哈勃当年测定值的1/10。

这就是说，按哈勃定律推算星系的距离，用H的新修订值所得结果比哈勃当年所得的结果增大 10倍。

自从七十年代以来，许多天文学家用多种方法测定了H0，各家所得的数值很不一致

1962年霍金斯根据474个星系的红移-视星等图的斜率，得出红移与距离的1.66次方程成正比;如果仅就这474个星系中430个亮于+14等的星系而言，红移则与距离的2.22次方成正比。

1975年莱恩等人根据 663个正常星系得出斜率为0.199,根据230个射电星系得出斜率0.194,根据265个类星体得出斜率0.135,这都表明红移与距离之间的关系同线性关系有一定程度的偏离。

从罗伯逊－沃尔克度规,作为一级近似，可以得到速度-距离间的线性关系。霍金斯、斯特芬森、维尔茨和陆启铿等许多学者，分别根据不同的宇宙模型得出红移与距离的平方成正比。在西格尔的时间几何宇宙理论中,z=tg^2(r/R)（R为宇宙半径），当r很小时，红移也与距离的平方成正比。

3．非惯性牵引运动的频率红移公式

非惯性牵引运动观测系间位置矢的变换,就必须由其间的时空牵引位置（有*号）的方向余弦组成的正交归一矩阵表达。即：

按相对论，其中，在“不带’号”与“带’号”的两个牵引系间，分别以同一时空位置矢，r=(-c^2t^2+r(3)^2)^(1/2), r’=(-c^2t’^2+r’(3)^2)^(1/2),，和时空牵引位置矢,r*=(-c^2t*^2+r*(3)^2)^(1/2)，的“时轴分量”和“3维空间轴分量” ict；r(3)，ict’；r’(3)，ict*；r*(3)，c是真空中的光速，表达。(注意：r=r’,但不=r*，应分别测定它们的“时轴分量”和“3维空间轴分量”)

按4个分量，分别有：

ict’=ictict*/r*-r1r1*/r*-r2r2*/r*-r3r3*/r*,

r’1=ictr1*/r*+r1r1*/r*+r2r3*/r*-r3r2*/r*,

r’2=ictr2*/r*-r1r3*/r*+r2r2*/r*+r3r1*/r*,     （1’）

r’3=ictr3*/r*+r1r2*/r*-r2r1*/r*+r3r3*/r*,

同样，

p’0=p0ict*/r*-p1r1*/r*-p2r2*/r*-p3r3*/r*,

p’1=p0r1*/r*+p1r1*/r*+p2r3*/r*-p3r2*/r*,

p’2=p0r2*/r*-p1r3*/r*+p2r2*/r*+p3r1*/r*,     （1’）

p’3=p0r3*/r*+p1r2*/r*-p2r1*/r*+p3r3*/r*,

r*(1线矢)= r*a(1线基矢a),a=0,1,2,3求和，

(1线矢)=(r*a/r*) (1线基矢a),a=0,1,2,3求和，

P(1线矢)=( Pr*a/r*)(1线基矢a),a=0,1,2,3求和，  

=pa(1线基矢a),a=0,1,2,3求和，

Pa= Pr*a/r* ,a=0,1,2,3，

P’a= P’r*a/r*,a=0,1,2,3，

r*(3)(1线矢(3))= r*j(1线基矢j),j=1,2,3求和，

(1线矢(3))=(r*j/r*(3)) (1线基矢j),j=1,2,3求和，

P(3)(1线矢(3))=( P(3)r*j/r*(3))(1线基矢j),j=1,2,3求和，  

=pj(1线基矢j),j=1,2,3求和，

Pj= P(3)r*j/r*(3) ,j=1,2,3，

P’j= P’(3)r’j/r’(3) ,j=1,2,3，

icdt’/dt=-c^2t*/r*-r1*dr1/dt/r*-r2*dr2/dt/r*-r3*dr3/dt/r*,

dr’1/dt=i(cr1*+r1*dr1/dt+r3*dr2/dt-r2*dr3/dt)/r*,

dr’2/dt=i(cr2*-r3*dr1/dt+r2*dr2/dt+r1*dr3/dt)/r*,                  

dr’3/dt=i(cr3*+r2*dr1/dt-r1*dr2/dt+r3*dr3/dt)/r*, 即：

dt’/dt=i(c^2t*+(r1*dr1/dt+r2*dr2/dt+r3*dr3/dt)/(cr*),

dr’j/dt’=(crj*+rj*drj/dt+rl*drk/dt-rk*drl/dt)

/(ct*+(rj*drj/dt+rk*drk/dt+rldrl/dt)/c),             （2’）

                               Jkl=123循环。

动量：

p’j(j,1线基矢‘)=mv’j(j,1线基矢‘), pj(j,1线基矢)=mvj(j,1线基矢),

p’j(j,1线基矢‘) =P’(3)r’j(j,1线基矢‘)/r’(3)

=(cmrj*+rj*pj+rl*pk -rk*pl)(j,1线基矢)

/(ct*+(rj*vj +rk*vk +rlvl)/c)

=(cmrj*+p(3)r*(3)(1+rl*/rk *-rk*/rl*))(j,1线基矢)

/(ct*+(rj*vj +rk*vk +rlvl)/c), Jkl=123循环。

J=1,2,3, （3’）

对于光子和声子，也都应注意其动量的矢量方向。

    对于光子：

p’j(j,1线基矢‘)=h频率’j(j,1线基矢‘)/c,

pj(j,1线基矢)=h频率j(j,1线基矢)/c,       J=1,2,3,

h光频率’ r’j(j,1线基矢‘)/(c r’(3))

=(cmrj*+h频率r*(3)(1+rl*/rk *-rk*/rl*))/c)(j,1线基矢)

/(ct*+(rj*vj +rk*vk +rlvl)/c),  J=1,2,3,        （4’）

    对于声子：

p’j(j,1线基矢‘)=h频率’j(j,1线基矢‘)/a

pj(j,1线基矢)=h频率j(j,1线基矢)/a

h声频率’r’j(j,1线基矢‘)/(a r’(3))

=(cmrj*+h频率r*(3)(1+rl*/rk *-rk*/rl*))/a)(j,1线基矢)

/(ct*+(rj*vj +rk*vk +rlvl)/c),    J=1,2,3,    （5’）

   这就是“可变系时空多线矢物理学”已给出的非惯性牵引运动系星体发光或反射光频率红移的公式。

它是与星系的距离、速度和牵引距离、牵引速度的复杂函数。

4．按非惯性牵引运动的频率红移公式正确分析各星系运动情况和宇宙学

这就不可能得出整个宇宙膨胀或加速膨胀的结论。

也不可能仅由原选定的1个超新星的相对观测距离和星系的红移量的数据，给出、各观测到的星系的速度和加速度。

   因而，所谓“宇宙膨胀”就是由仅适用于惯性牵引运动的公式用于非惯性牵引运动得出的错误结论。

所谓“宇宙加速膨胀”，也是观测到宇宙远处星群速度超过哈勃定律而得来的错误结论。

又按错误公式测得对宇宙各星体错误速度的运动状态，就不能正确确定宇宙间各黑洞的质量，而不能完全弥补所谓“宇宙质量缺失”，因而，就猜想存在“反引力”的所谓“暗能量”。

   按非惯性牵引运动的频率红移公式正确分析实际观测得到的各星系光频率红移量的变化规律，就能，也才能，正确给出各星系运动情况和宇宙学。

5．参考文献：

[1]《时空可变系多线矢世界》吴中祥博士菀出版社 2004年11月

[2]http://www.sciencenet.cn/u/可变系时空多线矢主人/