简洁明晰的周坚定律更加突出光传播极限距离特性

文/周坚/2012年5月5日

 

“用周坚常数和周坚红移来表示距离，远不如用周坚常数和距离来表示周坚红移好。后者不仅贴合自然科学理论表述习惯，而且会使周坚定律显得简洁明晰”，这是王万欣仁兄对笔者在中国科学院的科学智慧火花栏目发布的题为“来自超新星哈勃图的观察证明一个周坚红移定律”一文中留下的评论指导意见。依据该指导意见一琢磨，哈哈，笔者基于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现象的进一步研究发现的周坚红移定律可以简洁明晰地表述为周坚定律，其中反映的光（电磁辐射）的传播极限距离特性更加突出明确。

 

一、简洁明晰的周坚定律

王万欣仁兄说得对，周坚红移定律确实是用周坚常数和周坚红移来表示距离，其中的常数α=0.000 236 830 507 591/Mpc，它表达的是一个单位距离的宇宙学红移变化比率，这个比率就是宇宙学红移除以1加宇宙学红移之和的比率，具体数学表达式就是：r=z/α(1+z)。

当我们用周坚常数和距离来表示周坚红移的时候，其中的常数α=0.000 236 830 507 590/Mpc就演变成Z₀=1/α=4 222.428 985 914 900Mpc（用“Z₀”表示周坚常数），换算成光年就是Z₀=137.719 808 625 685亿光年，对应的数学表达式就是：r= Z₀ z/(1+z)。

哈哈，就是这么一个Z₀=1/α的转换，周坚红移定律就变的如此简洁明晰，那个周坚红移定律中的红移可以省略，周坚红移定律就可以直接称之为周坚定律。

众所周知，哈勃定律中的红移，是指天体远离我们而造成的光（电磁辐射）的波长有规律地向红端位移的宇宙现象，是多普勒效应产生的多普勒红移，但周坚定律中所定义的红移，是指光（电磁辐射）的波长随传播距离增大而有规律地向红端位移的宇宙现象，是满足周坚定律的，与多普勒效应无任何关系的称之为周坚效应所产生的周坚红移，为区别这两种红移现象，在解析宇宙学（Analytical Cosmology）中，我们用脚注“d”和“z”来区分由多普勒效应引起的多普勒红移z_d和由周坚效应引起的周坚红移z_z，于是周坚定律的数学表达式就是r= Z₀ z_z/(1+z_z)，其中，r是以光年为单位的光（电磁辐射）传播的距离， Z₀是周坚常数，即Z₀=13 771 980 862.569光年，z_z是周坚红移（宇宙学红移）。

在实际观测中，我们所观测到的天体红移就不光是多普勒红移，其中还存在周坚红移，是多普勒红移与周坚红移之和，在解析宇宙学中用“z_g”表示，其数学表达式是z_g=z_d+z_z。

注意，在实际的宇宙观测中还存在引力红移，它是在特殊天体中才明显显现的红移，一般情况可以忽略不计。

 

二、更加突出明确的光（电磁辐射）传播极限距离特性

我们知道，光（电磁辐射）在传播过程中存在一个极限速度，那就是光速，即光速c=299792.458km/s，这是光（电磁辐射）传播的极限速度特性。

光（电磁辐射）除了传播的极限速度特性外是否还存在其它特性呢？它是否能够一直传播到无限远呢？目前我们认为它是能够传播到无限远的，但在于2008年6月29日发现的周坚定律中的周坚常数告诉我们，光（电磁辐射）的传播不可能一直传播到无限远，即便是在真空中传播，它存在一个传播的极限距离，这个传播极限距离就是周坚定律中的周坚常数Z₀=137.719 808 625 685亿光年所确定的距离，这就是我们为什么所观测到的宇宙始终是有限的道理，也是美国WMAP卫星观测宇宙微波背景辐射发现，为什么宇宙年龄就是137亿年，为什么哈勃常数就是71km/s/Mpc（千米/秒/兆秒差距），为什么这一系列的宇宙学参数就是这样的真正原因，原来它们都是光（电磁辐射）的传播极限速度和传播极限距离这两个传播特性所决定的。

 

感谢王万欣仁兄给予指导，在此向王万欣仁兄表示衷心的感谢和崇高的敬意！谢谢！