3.光度佯谬问题及其解释.docx

光度佯谬问题及其解释

古希腊的亚里士多德就是一位宇宙有限论者，无限的空间和时间带来了许多佯谬，首先一个佯谬是所谓光度佯谬，德国天文学家奥尔勃斯在1826年提出了这样一个天文学命题.他假设：宇宙无限；宇宙中充满物质，星数无限；恒星的密度不变，平均光度也不变；星光照度与距离平方成反比.则会导致：黑夜和白天一样亮.这就是著名的勃斯佯谬问题.他的证明如下：E=∫₀^∞2πKρdr=2πKρ∫₀^∞dr=∞.这里的ρ为恒星数密度，E为亮度.勃斯佯谬不在于恒星分布是否均匀，也不在于星空中有无吸收光的物质，而是定域积分的必然结果.星空背景是黑的，是宇宙还在膨胀的必然结果，即宇宙时空是不定域的，边界在向外不断扩展.一旦，宇宙不再膨胀，甚至收缩，它就是定域的，宇宙时空内光就会形成驻波，那时星空背景不仅会是亮的，还会是闪烁的.

这一佯谬其实是人们没有考虑到光能可以被核外电子吸收，把电磁能量储存起来或者转化为引力质量的能量，光度佯谬就不会发生.除此之外刘原生先生认为：奥尔伯斯佯谬的数学表达，是对无限空间的发光体的积分.它的初始条件和推导基于以下宇宙学的观点：A、宇宙中恒星(发光体)的分布是均匀的.不过，在1823年我们还不知道有星系的概念.现代天文学告诉我们：恒星的分布是成团的.B、宇宙中恒星之间应该没有遮光物质.现代宇宙学认为：遮光物质的存在并不会影响光线的传播.但是，就是在这些最基本、最简单的问题上，由于古老观念在作祟，使我们屡犯固执的错误.上世纪三十年代，天文学家在探讨银河系时，就是因为忽略了遮光物质，使我们把太阳系当成了银河系的中心.现在，21厘米波基本给出银河系的图像，如果没有遮光物质，我们看银河系中心，那里应该是个大火球.C、宇宙中恒星的光线，无论传播多远都不会改变其性质.这个问题我们放到后面去讨论.　以上三点是奥尔伯斯佯谬成立的必要条件，缺一不可.但是现在可以看出：其中任何一条都不可能完全确立.所以奥尔伯斯佯谬在揭示宇宙是有限的实际意义不大.

即使天体之间有吸光物质，这个矛盾也仍然存在.有些人从天体非均匀分布，天体寿命有限的效应或演化效应来解释;也有人通过假设引力常数随距离的增加而减少到零来解释，笔者认为运用上面的理论很容易说明，现代物理学中所指的引力是引力与弱相互作用的合力.