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宇宙膨胀的阴影下面(16):否定宇宙膨胀加速没有错

已有 2098 次阅读 2022-6-18 15:59 |系统分类:观点评述

宇宙膨胀的阴影下面(16):否定宇宙膨胀加速没有错

在第14篇博文中对宇宙膨胀加速的问题发了一通议论,后来想想问题可能没有自己想的那么简单,于是就又在网上查了一下,果然如此。原来看到池顺良朋友的留言中提到了这个问题,只查到超新星可以作为“标准烛光”使用的资料,思考之后就以为是两种测量河外星系距离的方法造成的差异而已,并以此得到结论。虽然对宇宙膨胀加速的问题持否定的态度没有错,但得到这个结论的过程未免过于简单化了,经过了解知道与事实也有相当的差距,表明了自己过于自信,存在‘想当然’的问题,深感抱歉。

在知道Ia超新星可以作为“标准烛光”使用以后,人们并不是直接根据其测量超新星离开地球的距离,直接和原有的距离数据比较,从而得到膨胀加速结论的。他们还是要通过哈勃定律来完成的。当年哈勃是通过发现星系的谱线红移量及星系与我们之间的距离数据之间的线性关系,进而得到所谓哈勃定律的。由于是近百年之前,当时确定星系距离数据的手段相对落后,是利用星系中亮度存在周期变化的造父变星作为“标准烛光”的,由于造父变星的亮度变化周期较短,只有5天9小时,在确定亮度变化规律时会不十分准确。而造父变星又有好几种,其亮度变化周期也不完全相同,再加上当时天文观测的精度也不高,要确定其视亮度随距离的变化也就存在明显的误差。因此他在用该方法测定二十多个星系的距离后,所得到的线性关系和观测数据之间的弥合并不是很好的(见图1)。而在用Ia超新星作为“标准烛光”以后就可以使人们获得的星系距离数据大为改善,其所得到的两者的线性关系和观测数据就弥合得很好了(见图2)。但其科学意义也不过仅此而已。

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图1 哈勃绘制的退行速度-星系距离关系图。其中的点为一个河外星系的观测结果,其对应的横坐标是星系距离,纵坐标是退行速度。可以看到,观测值并非在直线上,具有一定的弥散。

图片来源:E. Hubble.PNAS. 1929, 15: 172.

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图2 根据观测42颗高红移Ia型超新星以及18颗较低红移Ia型超新星绘制的哈勃图,横轴为红移z,纵轴为有效蓝色视星等。

图片来源:http://www.nobelprize.org.

人们得到所谓宇宙膨胀加速的结论完全与上面的工作无关。因为他们所得到的所谓哈勃图就与由宇宙膨胀概念改造过的哈勃定律是对应的,该定律本身就自然导致膨胀加速的结果。我们早就说过,如果宇宙真的存在膨胀,星系存在离开我们的的“退行”,在经过一定的时间推移后,各星系肯定都会距离我们更远了,按照这个定律必然会导致各星系的“退行”速度再变大,。这实际上就是宇宙加速膨胀的概念了,只是因为哈勃定律已经与宇宙膨胀概念一致了,其本身就存在问题,并不能作为我们讨论的前提。这在以前的博文中已有叙述,就不再去谈它了。

由图2可以看到,其观测到的距离数据点在表示线性关系的直线右上方存在密集现象,好像应该有使该直线的右边上翘的趋势,那样直线就变成曲线了,似表明其变化速率变化了,据此就可以通过拟合得到速率变化的具体情况。从道理上看,直线的右边上翘会使对应于同一红移值的视星等值变大,也就是对应的星系更暗,其距离更远,而根据所谓哈勃定律,距离越远其红移值应该越大,如果暂且承认红移值与星系的“退行”速度相对应,而这里相应的红移却是同一值。这似乎应该是表明宇宙膨胀减速了。毫无疑问,这一定是在哪一个环节上搞错了。当然,由宇宙膨胀概念改造过的哈勃定律本身就存在问题,我们这样来分析问题本就没有什么意义。不过如果能够由此得到宇宙膨胀减速的结果,而哈勃定律本身却具有宇宙加速膨胀的概念,那就不是出现了自相矛盾吗?不知对此又能作何解释呢?

需要指出的是,通常人们认为宇宙中存在大量的重子与暗物质、暗能量会造成宇宙膨胀的减速,但这是没有科学根据的。因为这没有任何科学道理,同样都是物质,都能产生引力场,为什么产生的效应会截然相反呢?宇宙中存在这些物质会对整个宇宙自身有影响吗?在对暗物质、暗能量的有关情况还没有完全研究透彻的情况下就用它来解释全宇宙的问题是不是太轻率了呢?我曾经以为就像电磁场不能改变其电磁源的情况一样,宇宙中的引力场也不可能造成宇宙膨胀。如果有人说可以拉着自己的头发升空,那肯定是不可信的,本来不膨胀的宇宙会因为自身存在的引力场而造成膨胀难道倒是可信的吗?同样也应该是不可信的。我记得好像说过,既然引力场无所不在,小到原子、分子,大到太阳系、银河系,按照人们用广义相对论对宇宙的有关解释,它们也都应该毫无例外地同样存在膨胀的,但到现在为止,人们还没有发现任何事物会在自身引力场的作用下发生状态变化的例子。只是那些坚信大爆炸的人不愿就此改弦更张罢了。道不同,不相为谋,就此打住。

根据以上的分析我依然对宇宙膨胀加速的问题持否定的态度,也再次坚持认为诺贝尔物理学奖确实是又颁发错了。

 




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