作者：彭晓韬

日期：2019.04.10

［文章摘要］：目前人们认为天体红移是由多普勒红移、万有引力红移和宇宙学红移三类红移构成的。本人在相关文章中指出，应该存在第四种红移：介质红移（含康普顿效应）。本文就宇宙学红移存在的可能性进行一些分析与研究，以期更加准确地理解其真实性和可靠性。同时，通过对类星体存在多组吸收线进行了分析，认为此观测结果证明了宇宙空间存在介质作用导致星光频率降低现象，即红移量与距离成正比。

一、宇宙学红移的由来

宇宙学红移：20世纪初，美国天文学家埃德温·哈勃发现，观测到的绝大多数星系的光谱线存在红移现象。这是由于宇宙空间在膨胀，使天体发出的光波被拉长，谱线因此变红，这称为宇宙学红移，并由此得到哈勃定律。 20世纪60年代发现了一类具有极高红移值的天体——类星体，成为近代天文学中非常活跃的研究领域。［摘自百度百科］

宇宙学红移是指当光穿过一段空间时，空间自身发生的延展。在目前研究的各种天体中，被认为具有宇宙学红移的对象主要是远近各类星系。但事实上，只有对于相当遥远的星系（因而也是相当大型的），才能容易地将宇宙学红移与其它干扰相区分。因为离我们越近的天体自行越大，造成近距离星系的宇宙学红移无法与Doppler红移相区（利用星系不同部分天体的红移量是可能区分的，详见本人的《验证哈勃定律正确性实验方案》——本文作者注）。要辨识引力红移，目前用得最多的方法是将对象天体的尺度与其黑洞半径作比较。星云、星系通常万亿倍大于它们的黑洞半径，所以，它们引力红移的大小约为原辐射频率的万亿分之一（这是目前实验装置根本观测不到的）。普通恒星的半径通常只比它的黑洞半径大十万倍，所以，它表面辐射的引力红移接近于能被观测到的极限，也即十万分之一。至于中子星和白矮星，相应的是1/10和1/1000的原辐射频率。至于宇宙学红移，正如上所说，只有到十亿秒差距（三十亿光年）那么遥远才能清晰地被观察到。对于近距离天体，例如仙女座大星云，它围绕着本星系群的质心做300km/sec的绕行，这个速度与距离五百万秒差距（约为1630万光年——本文作者注）的退行速度相同，而仙女座大星云本身离我们只有80万秒差距（约为260万光年——本文作者注）。［摘自百度百科］

二、宇宙学红移存在的可能性分析

1、空间随时间延展的可能性

我们知道：宇宙是由空间和位于其中的客观实体构成的。客观实体一般由带电荷和质量及自旋磁矩的电子和质子及其组合物构成的。电荷会产生电场和磁场，质量会产生万有引力场，这些场分布于整个空间。因此，若空间会随时间发生延展，也就是空间距离随时间变大的话，则空间应各向均匀延展变大，位于空间内的所有客观实体及其产生的场也应随之变大。也就是大到星系，小到原子及电子、质子的几何尺寸都应随时间变大！

1.1、原子尺寸随时间变大时的可能效应

设氢原子中的电子的质量为m，电荷为-e，电子绕原子核运动的半径为r，原子核单一质子的质量为M，电荷为+e，则电子绕原子核作匀速圆周运动时就有：

电子作圆周运动的的向心加速度：a＝V²/r＝ω²r＝(2π/T)²r （公式一）

电子作圆周运动时的向心力：ma＝ＧMm/r²+ke²/r² （公式二）

上式中：Ｇ为万有引力常数；k为介电常数。

由（公式四）可知：在质量、电荷和万有引力常数、介电常数不变的条件下，电子绕原子核运动的频率与半径的3/2次方成反比。因此，其产生的特征光谱线也应遵循此规律。

从以上分析可知：如果空间随时间延展，按照目前普遍认为的宇宙是由138亿年前的一次大爆炸所产生的话，在宇宙膨胀速度均匀（目前普遍认为宇宙在加速膨胀，则比匀速膨胀条件下，前期的空间原始尺寸应该更小些）的条件下，目前原子的尺寸应该是69亿年前的一倍，即69亿年前的原子半径是目前同类原子的一半。按（公式四）可得到：　

上式中：f₆₉为69亿年前电子作圆周运动时的频率；f₁₃₈为目前电子作圆周运动时的频率。

由此可见：如果宇宙空间真的是随时间延展的话，则在空间延展一倍的情况下，频率应该降低为原来的50％，但因原子半径的不同，其原始频率应该为空间延展一倍时频率的2.828倍，降低50％后仍为1.414倍才对。所以天文观测到的天体光谱不仅不能是红移，反而应该是蓝移才对！

1.2、太阳系和银河系几何尺寸随时间变化时的可能效应

假设离银河系中心R处的天体质量为m；使其绕中心运动的向心力等效质量为M。则按（公式一）有：ma＝GMm/R²=mV²/Ｒ。则速度Ｖ为：　

由（公式六）可知：当万有引力常数和等效质量不变时，天体绕银河系中心运动的速度与半径的1/2次方成反比。因此，当天体运动速度不变（动量守恒）时，若空间随时间延展，则随着半径的增加，天体因切向速度过大将脱离银河系中心的束缚并沿切向方向飞离银河系。

如上所述，如果空间随时间延展，则太阳系和银河系的几何尺寸也应随时间增大。天体随时间的增加而出现离中心（太阳系中行星离太阳、银河系中恒定离银河中心）距离不断增加的话，因中心对其的万有引力值在快速减小，将不可能约束天体继续作围绕中心的圆周运动，而会飞离中心而导致系统解体。即太阳系中的行星会离开太阳、银河系中的恒定会离开银河系。但目前人类所掌握的知识表明：太阳系和银河系在相当长的时间内并未发生大的变化。由此可以断定：空间延展的可能性应该是不存在的。

2、类星体多组红移证明空间不可能随时间延展

迄今为止，观测到的最大红移为3.53（OQ 172）。对于有吸收线的类星体来说，吸收线红移z吸一般小于发射线红移z发。有些类星体有好几组吸收线，分别对应于不同的红移，称为多重红移。例如，类星体PHL 957的发射线红移为2.69，吸收线红移有五组：2.67、2.55、2.54、2.31、2.23［摘自百度百科］

2.1、类星体PHL 957的红移的可能原因分析

该类星体有一组发射线和五组吸收线红移，且发射线红移量均大于吸收线红移量，这可能就不是用宇宙学红移、多普勒红移和万有引力红移可以解释的了。

从吸收线形成机理可知：类星体的光在来到地球的过程中至少与五块密度较大的气态物质发生过相互作用而形成了五组吸收谱线，从红移量变化可知：星光应存在随距离降低频率的现象。如下图示：

从上图一我们可得出：星光随运动距离的增大而不断降低频率是由于宇宙空间为非绝对真空，星际介质将使星光产生反射/散射、折射/透射和转换/热辐射作用，在地球上观测到的星光主要是由星际物质透射作用后的光，其频率将随着距离的不断增加而降低。

2.2、类星体多组吸收谱线是证明星际空间存在介质的直接证据

从以上分析可知：类星体存在的多组吸收谱线，证明了星光旅行过程中遇到过多个区域的致密气态物质作用，且不同距离上的气态物质产生的吸收谱频率不同。这是星光随距离降低频率的直接证据。但因吸收谱线宽度一般很窄，表明气态物质厚度并不大，否则谱线将会有一定的宽度（星光的透射波随在气态物质中运动距离的增加而频率不断降低）。真正使星光随距离降低频率的主要原因并不是这类厚度薄、密度大的气态区域，而是密度很小但距离巨大的近似真空区域。

三、结 论

1、宇宙学红移不可能存在

通过以上的分析，我们可以比较清楚地知道：宇宙空间随时间延展的可能性基本上是不存在的。至少目前观测到的天体红移量与距离成正比并不是空间延展导致的。也就是说：宇宙学红移是不可能存在的。否则，实际天文观测应该测量到遥远天体星光的蓝移而不是红移。

2、天体红移与距离成正比的部分应由星际物质作用产生

从类星体存在多组吸收谱线可知：星光随运动距离发生频率降低是由于星际空间非绝对真空所致，而非空间延展导致。更不是天体远离地球的视速度与距离成正比的结果。