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[交流]
【交流】宇宙加速膨胀？
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新牛顿宇宙 第六章 暗能量 6.5 宇宙加速膨胀？ 目前大部分学者接受了所谓‘标准宇宙学模型’。‘标准宇宙学模型’在1998年之前和1998年以后是有不同的含义。在1998年之前，‘标准宇宙学模型’认为宇宙是减速膨胀，而1998年以后则认为宇宙是加速膨胀。‘宇宙加速膨胀’导致暗能量概念的引入，解决了‘标准宇宙学模型’中宇宙物质密度不等于‘宇宙临界密度’难题，更坚定了部分宇宙学家对‘标准宇宙学模型’的信心，认为现在我们已经进入‘精确宇宙学时代’。可是我发现，即使哈勃定律可以推论宇宙是膨胀的，‘宇宙加速膨胀’这个推论也只是Saul Perlmutter他们对观测数据进行错误解读的结果。 1990年哈勃空间望远镜升空后，由于超新星爆炸时它的光度可以超过一个星系的总光度，而且它们的光度可以通过理论计算得到，于是有一些天文学家开始利用对Ia超新星的观测，来测定位于比50亿光年还远天体的距离。观测的结果发现，高红移的超新星的‘实际距离’计算都比用哈勃定律算出来的更远。由此宇宙学家得出结论：我们的宇宙正在加速膨胀。这就是所谓宇宙加速膨胀的观测根据。1998年的这项发现震惊了世界，被列为当年《科学》杂志十大科学进展之一。 在天文观测中距离的测量有多种方法，对不同距离范围的天体距离，天文学家通常采用不同的测量方法。对近处天体的距离，天文学家可以采用三角测量法。但对遥远天体的距离测量，天文学家最常用的方法是光度距离计算法。其原理是：发光的天体离我们越远看起来越暗。观测者观测到的天体光度和天体距离的平方成反比。所谓‘实际距离’在这里是指用这种光度距离计算法计算出来的‘光度’距离。用这种办法计算出来的天体系统的距离是暗含有两个前提假设条件的。这就是：其一就是要找到一类天体，它们的光度基本一致。天文学中把这类天体的光度称为‘标准烛光’（standard candles）。Ia型超新星就是被用来作为探测遥远暗天体距离的‘标准烛光’。其二是从具有‘标准烛光’天体发出的光在传播到接收仪器的过程中，除了距离减弱效应之外不存在任何其它可以使星光减弱的物理过程，或者这个过程对星光的减弱程度可以计算出来而加以修正。 如果从具有‘标准烛光’天体发出的光在传播过程中存在有可以使星光减弱的物理过程，但在数据处理时没有进行必要的修正，则用这个方法计算出来的天体的距离就要比真实的距离大。Saul Perlmutter等天文学家在宣称发现‘宇宙在加速膨胀’时也考虑到这一点，因此他们在论文中讨论了这个问题（文献69中 747页）。不过他们认为，在他们对不同红移的Ia型超新星的观测中，并没有发现Ia型超新星发出的光在传播过程中，存在有可以使星光减弱的物理过程。他们得出这个结论的根据是：他们对不同红移的Ia型超新星的观测是在不同波段都进行了，并没有发现由于宇宙空间中存在有尘埃（dust）的吸收作用而导致超新星发出的辐射有‘红化’现象（reddening）。因此他们得出结论：‘超新星发出的辐射在传播过程中不存在有可以觉察的使星光减弱的物理过程’ 显然，他们得出‘超新星发出的辐射在传播过程中不存在有可以觉察的使星光减弱的物理过程’这个结论是片面的，不符合实际情况。因为他们没有考虑到在宇宙空间中，除了存在有尘埃，还存在有大量的自由电子。超新星发出的辐射，在有大量自由电子的存在的空间中传播过程时，会由于自由电子的散射作用而导致星光的减弱。当然，这也不能怪他们。因为当时（1998年），宇宙学家还没有认识到在宇宙空间中有大量的自由电子存在。在宇宙空间中大量存在有大量自由电子这个事实是在2008年5月才有国外媒体报道。是由1999年12月发射升空的X射线观测卫星（XMM-牛顿）发现的。自由电子对电磁辐射的散射截面和波长没有关系，因此自由电子对遥远天体发出的光辐射由于散射作用会导致的星光减弱效应，但不会像尘埃的吸收作用那样产生‘红化’现象。尘埃是因为对蓝光的吸收要比红光大，所以才会会产生‘红化’现象。 Saul Perlmutter他们在观测Ia型超新星时没有观测到Ia型超新星发出的辐射在传播过程中有明显‘红化’现象，并不能说明‘Ia型超新星发出的辐射在传播过程中不存在有可以觉察的使星光减弱的物理过程’。所以Saul Perlmutter对所观测到的Ia型超新星发出的辐射，没有对宇宙中存在的自由电子的散射作用进行必要的修正是错误的。 在距离小的时候，自由电子散射作用导致的减弱效应还不明显，所以它没有被天文学家所发现。用来建立哈勃定律所观测的星系就位于这种‘距离小’的范围。但在大距离的情况下，自由电子的散射作用导致的减弱效应就显现出来。用哈勃空间望远镜所观测到的高红移Ia型超新星就属于这种‘大距离’的情况。因此对高红移Ia型超新星观测计算出来的‘实际距离’，因为没有对自由电子的散射作用进行必要的修正，都比直接用哈勃定律计算出来的更远。 由此可见，Saul Perlmutter所发现的所谓‘宇宙加速膨胀’，实际上是对观测数据做了错误解读的结果，并不是我们所处的宇宙真的在‘加速膨胀’，即使哈勃定律可以解释为是宇宙膨胀的结果。 参考文献 73 郑怡嘉 XMM-牛顿卫星敲响了宇宙大爆炸理论的丧钟 地址：http://blog.51xuewen.com/zyjblog/article_22787.htm 69 Saul Perlmutter, Supernovae, Dark Energy, and the Accelerating Universe: The Status of the Cosmological Parameters 地址：http://www.slac.stanford.edu/econf/C990809/docs/perlmutter.pdf |
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