钢铁王资源:解决宇宙问题的基于周坚红移定律的距离模数定义式

解决宇宙问题的基于周坚红移定律的距离模数定义式 

作品名称：周坚论文集

作    者：周坚

通讯地址：广西柳州市柳北区柳长路611号 545012 13237720248@163.com

论文编号：周坚论文1104

发布时间：2011年7月17日（星期日）

摘要  基于周坚红移定律的距离模数定义式是在拟合1998年的两个小组研究高红移Ia超新星发现宇宙正在加速膨胀的最佳分布曲线的过程中发现的，它的发现不仅催生周坚红移定律的发现，而且也为我们提供了一个诸多宇宙问题的解决途径，这无疑为我们地球人飞出地球，飞出太阳系，飞出银河系，飞向宇宙深空提供了理论保障，让我们地球人看到向宇宙人演进的现实意义和更加深远的人类发展意义。

关键词  周坚红移定律 距离模数定义式 宇宙 问题

1  引言

目前，我们人类在探索宇宙的道路上已经有了重大突破，这得利于我们地球人对宇宙不懈努力的探索，就真正的宇宙学理论的研究来说，它起始于1916年的爱因斯坦发表了他的广义相对论，中间经历了1929年的哈勃观测河外星系发现哈勃定律^[1]，1998年的两个小组研究高红移Ia超新星发现宇宙正在加速膨胀^[2,3]，2008年的周坚通过拟合它的高红移Ia超新星最佳理论分布曲线获得基于周坚红移定律的距离模数定义式，并从中发现周坚红移定律，最终通过这个周坚红移定律的应用于2009年3月8日创立解析宇宙学^[4]，而在解析宇宙学中除了周坚红移定律这个重要的自然规律外，基于周坚红移定律的距离模数定义式就是解析宇宙学为解决宇宙问题的重要关系式。本文重点系统地论述这个基于周坚红移定律的距离模数定义式所能解决的宇宙问题。

2  周坚红移定律^[5]

周坚红移定律的数学表达式是：

       （1）

其中，r是单位为Mpc的光（电磁辐射）的传播距离，z_z是宇宙学红移（用z_z来表示宇宙学红移是为了区别于其它因素引起的红移，如多普勒红移等），α是宇宙学红移常数，即α=0.00023683050759 /Mpc。周坚红移定律描述的是光（电磁辐射）在传播过程中的传播距离随宇宙学红移变化而变化的自然规律，即：光（电磁辐射）的传播距离r与宇宙学红移z_z成正比，与宇宙学红移z_z加1的和成反比的自然规律，显然这是一种与光传播特征有关的大尺度效应，为区别与光源相对运动有关的的多普勒效应，我们不妨将它称之为周坚效应，毕竟这种效应是周坚基于1998年发现宇宙正在加速膨胀之后的2010年？？正式提出的，而正是由于他的发现才使我们能够理性地理解我们的宇宙，致使我们清楚地看到，在自然界中能够引起光（电磁辐射）的波长变化的效应有三种，其一是多普勒效应，它是我们最熟悉的一种自然现象，其二是引力效应，它是由强引力场引起的一种自然现象，其三就是严格服从周坚红移定律的这个周坚效应，它是光（电磁辐射）在传播过程中的一种自然现象。

3  距离模数定义式^[6]

已知距离模数定义式是：

     （2）

其中，（m-M）这个量就被称之为距离模数，m是用视星等来表示视亮度，M是用绝对视星等来表示的在标准距离为10pc（秒差距）的绝对星等，r是单位为pc（秒差距）的天体距离。

值得注意的是，在星际空间中，光子的吸收和散射使得星光比单独考虑距离效应看上去更暗，因而增大了它们的视星等，为此我们必须考虑这种因素的影响。设这种星际消光为A星等，方程（2）必须改写为：

      （3）

然而在实际应用中发现，这个pc（秒差距）的单位还是太小，应用起来不方便，为此将距离单位从pc（秒差距）变更为Mpc（兆秒差距），于是方程（3）就必须改写为：

     （4）

注意，这时候的距离单位是Mpc（兆秒差距）。

4  基于周坚红移定律的距离模数定义式^[7]

当我们将周坚红移定律（1）式代入距离模数定义式（4）式消去距离后就会发现，这个（m-M）的距离模数就只与宇宙学红移z_z存在如下关系式：

    （5）

其中，β是与距离有关的消光系数，它的单位是/Mpc（每兆秒差距），依据1998年的两个小组研究高红移Ia超新星发现宇宙正在加速膨胀的高红移Ia超新星的最佳理论分布曲线进行拟合发现，它在等于0.0014/Mpc（每兆秒差距）的情况下就使该式与之完全吻合，这就是基于周坚红移定律的距离模数定义式。

5  解决宇宙问题

基于周坚红移定律的距离模数定义式的数学结构确实非常美妙，但它并不是让我们来欣赏的，而是让我们应用它来为我们认识宇宙服务的。说得真好听，那它能为我们解决那些宇宙问题呢？

我们来看看这个基于周坚红移定律的距离模数定义式，它除了涉及两个常数α和β外就只涉及到三个变化量，即相对观测者所观测到其反映视亮度的视星等、在标准距离上的绝对星等和光（电磁辐射）在传播过程中的波长变化量——宇宙学红移，而在这三个变化量中，视星等是我们能够通过观测仪器进行精确观测所能获得的直接参数，对于恒星来说，它的光谱类型也是我们能够通过观测仪器进行精确观测所能获得，而它的绝对星等我们完全能够通过MK光谱分类系统较精确地获得（对于星系等其它天体来说要获得它们的绝对星等是比较困难和复杂的），如此一来，就只有它的宇宙学红移这个参数是无法通过直接观测获得（在我们所观测到天体的红移中存在多种因素引起的红移，这是事实，而且也不可能通过观察将它们分离开来），这就是基于周坚红移定律的距离模数定义式所涉及的这三个变化量的观测特征。

基于这三个变化量的观测特征，应用基于周坚红移定律的距离模数定义式我们就能解决如下的宇宙问题：

1、已知视星等和光谱类型求恒星距离这类宇宙问题。

对于这种类型的宇宙问题，首先要依据光谱类型通过MK光谱分类系统确定它的绝对星等（在创始版《解析宇宙学》中已经给出恒星光谱类型对应的绝对星等速查表），其次就是要依据基于周坚红移定律的距离模数定义式的计算求出它的宇宙学红移，最后再依据周坚红移定律的计算求出它的精确距离。要获得这类宇宙问题的更加精确的答案的关键问题是进一步细分细化MK光谱分类系统，将恒星光谱类型对应的绝对星等速查表更加细腻，这是我们人类完全能够办到的事情。

2、已知视星等和红移求天体的绝对星等和距离这类宇宙问题。

对于这种类型的宇宙问题，首先要依据宇宙学红移是距离效应的这种特殊性将观测到的红移全部理解为宇宙学红移，其次就是要依据基于周坚红移定律的距离模数定义式的计算求出它的绝对星等，以及依据周坚红移定律的计算求出它的距离。这里值得注意的是这个距离不是天体的真实距离，这是因为在我们观测到天体的红移中夹杂着由于天体相对运动而引起的多普勒红移（特殊情况还包含引力红移），在考虑多普勒红移的影像之后，它的真实距离就在这个计算的距离附近，为区别起见，我们将以观测者观测到天体的红移视作宇宙学红移代入周坚红移定律计算所获得的距离称之为该天体的标准距离，而它的真实距离就在它的标准距离的附近，而且在相对运动的视向速度一定的情况下距离越远它们之间的误差就越小。

3、已知距离和视星等求天体的宇宙学红移和绝对星等这类宇宙问题.

对于这种类型的宇宙问题，首先就是要依据周坚红移定律的计算求出它的宇宙学红移，其次就是要通过基于周坚红移定律的距离模数定义式的计算求出它的距离模数，随后再依据距离模数定义式的计算求出它的绝对星等。

4、在不同距离位置上观测同一个天体的观测特征这类宇宙问题。

对于这种类型的宇宙问题，首先依据同一个天体的辐射特征稳定不变的这种特殊性获知它的绝对星等，其次就是要依据不同距离位置上观测到该天体的视星等通过基于周坚红移定律的距离模数定义式的计算求出它的宇宙学红移，随后再依据周坚红移定律的计算求出它的距离。注意，这种类型的宇宙问题是我们地球人演进成为宇宙人（外星人）之后所遇到的宇宙问题，这里我们就先睹为快了，不过在我们人类发射的最远“旅行者号”深空探测器上已经出现了这种反观现象，详细情况请参阅笔者于2010年12月15日开始每隔半个月撰写的“中国科学家实况报告旅行者号解析宇宙学特征”系列博文。

6  结论

总之，在基于周坚红移定律的距离模数定义式的三个变量中，天体的视亮度是我们能够直接通过观测获得的参数，而对于绝对亮度和宇宙学红移这两个参数，只要我们通过其它方法确定了其中的一个参数，那么另一个参数就迎刃而解，随后再通过周坚红移定律的应用就可以轻而易举地精确确定它相对观测者的距离。而正是由于基于周坚红移定律的距离模数定义式的这三个变量具有如此的观测特征，这就为我们解决宇宙问题提供了必要条件，为我们地球人在将来演进成为宇宙人（外星人）进入宇宙深空之后让我们地球人提前看到飞出地球，飞出太阳系，甚至飞出银河系所能观测到的宇宙情景，那是我们地球人永生永存永在的宇宙情景，至此，我们地球人飞出地球，飞出太阳系，飞出银河系，甚至飞向相对我们地球的宇宙天边已经不是什么梦想幻想狂想，并且在飞向宇宙深空之后我们人类仍然能够与宇宙一样永存永在，而不是诸如什么大爆炸宇宙学告诉我们的寂寞死宇宙的人类地狱。

目前，应用这个基于周坚红移定律的距离模数定义式解决宇宙问题的实例在笔者于2010年1月1日开始撰写的“周坚每日解读一天文图”系列博文中已经发布了很多，这里就不再重复了。

基于周坚红移定律的发现，它的距离模数定义式也同时发现，而正是由于这些发现才促使我们人类突破了只限于观测来认识宇宙的局限性，使我们通过解方程也同样能够认识宇宙，并且还能够更好地理解宇宙。

总之，周坚红移定律的发现，它的距离模数定义式的出现为我们人类应用数学手段解决宇宙问题奠定了坚实的理论基础，而2010年1月1日开始的“周坚每日解读一天文图”的实际应用也充分肯定了这一点，或许在应用中还存在一些问题，不过那也只是进一步完善改进的问题，摸着石头过河吗，但无论如何宇宙学研究的方向问题肯定是正确的！爱因斯坦当初在“宇宙常数”问题上为什么左右为难，举棋不定，时常反悔，其根源就在于他根本就没有捏准适用宇宙整体的自然规律——周坚红移定律！但这不是爱因斯坦的错，毕竟周坚红移定律的发现是在他发表广义相对论近百年之后的2008年，毕竟这中间还经历了1929年哈勃发现哈勃定律以及1998年两个小组发现宇宙正在加速膨胀等，毕竟解析宇宙学还是在其后的2009年才问世，若尊敬的爱因斯坦先生现今还在世的话，他老人家一定能够理解笔者的心思，因为宇宙的最终全貌自始至终离不开他的相对论！相对论！！相对论！！！

参  考  文  献

[1] Hubble，E.P.,1929.Proc.Nat.Acad.Sci.(Wash.),15,168.Definition of the Hubble law.

[2] Riess A G，Filippenko A V ，Challis P，et al.Observational Evidence from Supernovae for an Accelerating Universe and a Cosmological Constant. AJ.，1998，116:1009.

[3] Perlmutter S，Aldering G，Goldhaber G，et al.Measurements of Omega and Lambda from 42 High-Redshift Supernovae. ApJ.，1999，517:565.

[4] 周坚. 解析宇宙学：中国，2009-A-020687. 2009-9-27.

[5] 周坚.周坚红移定律的理论基础. 中国，周坚论文集：周坚论文1102

[6] 赵刚等译，宾尼(Binnry,J.）,梅里菲尔德(Merrifield,M.)著，星系天文学。北京，中国科学技术出版社，2001.2.

[7] 周坚.基于宇宙正在加速膨胀的红移公式. 中国，周坚论文集：周坚论文1101