西迪

关键词：广义相对论 宇宙 宇宙学 引力 引力场 暗能量 星系 宇宙模型

引言：

人类对宇宙的认识是从天方地圆的穹庐说到地心说再到日心说，最后是宇宙大爆炸理论的标准模型。人们的认识也是从二维空间到三维空间再到四维空间的过程。为什么没有发展出宇宙中心说，这不得不提到美国天文学家哈勃，在上个世纪二十年代通过对超新星亮度的观测发现了河外星系的红移现象，根据多普勒效应推断出星系之间相互退行，总结出哈勃定律并提出宇宙膨胀的假说，随后俄国科学家洛莫夫提出了宇宙大爆炸理论，宇宙标准模型随之逐步建立，并确立了其在宇宙学的主导地位。1998年三位科学家通过对超远超新星亮度的观测中发现星系之间加速远离，随之发表了宇宙加速膨胀的观点，科学界随着哑然。因为这样的结果是现有一切科学理论无法解释的，暗能量成为了宇宙加速膨胀的唯一解释。2011诺贝尔物理奖颁发给三位发现宇宙加速膨胀的科学家，至此暗能量作为科学概念正式进入物理学科领域。其实早在1996年就有人依据宇宙中心模型推算出星系之间加速远离。

本文分析了星系之间相互远离与宇宙膨胀之间的本质区别，阐述了星系在宇宙中心引力场中所遵循的运动规律，比较了经典引力空间和广义相对论空间不同的观测结果。

正文

一、星系之间加速远离与宇宙加速膨胀的本质区别

1.客观的区别

客观事实是：星系之间加速远离是对超远超新星亮度观测数据分析后得到间接的观测结果，而宇宙加速膨胀是三位科学家在论文中发布的观点。

2.本质上的区别

星系之间加速远离是星系运动，而宇宙加速膨胀是空间膨胀。

3.科学原理上的区别

星系之间加速远离是万有引力和广义相对论空间对星系作用的结果，而宇宙加速膨胀没有理论可依据，暗能量也仅仅是假设。

4.宇宙未来发展的区别

星系之间加速远离最终的结果是回归宇宙中心，是再生。而宇宙加速膨胀最终的结局是宇宙冷寂，是终结。

二、宇宙中心模型

1.假设条件

1.1宇宙中心点是一个巨大的质量源大于宇宙总质量的50％。

1.2所有的星系都在其中，作自由落体运动，加速向宇宙中心聚集。

1.3在初始状态星系在宇宙中均匀分布呈点对称，空间有限，质量有限。

1.4遵从广义相对论原理

2.在经典引力空间条件下对宇宙中心模型中星系之间规律的观测结果

2.1结果

星系光线谱线特征点的观测结果：

约50％的星系谱线特征点红移，约50％星系谱线特征点蓝移，还有极少部分的星系光线谱线特征点不变。

2.2原因

是星系遵从万有引力定律和自由落体运动规律的具体体现。

举例说明：假设地心引力场就是宇宙中心引力场，云层下的雨滴就是宇宙空间中的星系，而北半球的一只被龙卷风刮上云霄的蚂蚁就是哈勃，它正在搭乘一颗雨滴返回地面的中途。

蚂蚁发现在它的下面地球表面越来越近却与下面的雨滴之间的距离越来越远；向上看与云层越来越远，而上面的雨滴却都加速飞向云端，只有左右同一高度上的一同开始坠落的雨滴之间距离不变。

蚂蚁通过观测发现北半球的雨滴反射的光线都呈红移现象，如果没有地球表面的阻挡它将会看到南半球的雨滴反射的光线应该呈蓝移现象。

这正是经典引力场中自由落体运动规律。

3.在广义相对论条件下模型中星系之间运动规律的观测结果

3.1结果

就是和哈勃观测到基本一样：星系光线普遍红移；星系之间加速远离成为普遍现象。

3.2原因

原因就是宇宙中心的巨大质量使宇宙空间发生弯曲，使得相对于宇宙中心另一侧的与观测者相向而来的星系发出的蓝移谱线特征的光线全部偏折向宇宙中心，无法被观测到，只有红移谱线特征的光线被折返到观测者的视界内。

广义相对论理论表明引力场就是空间的弯曲，光线通过引力场时发生弯曲，向引力中心方向发生偏折，光线弯曲是广义相对论被证明的第一个预言。下面就用光线弯曲曲率半径来表示空间的弯曲程度，在不同的曲率半径条件下分析星系之间运动规律。

3.3光线不同曲率半径条件的观测结果

现将光线弯曲曲率半径用ρ，观测者距宇宙中心的距离用r表示。

3.3.1光线弯曲曲率半径趋于无穷大，ρ＝∞

此时光线是直线，空间是经典引力空间，就是上一节已经分析过的结果，约50％的星系呈红移现象，50％的星系呈蓝移现象。宇宙中心就在三维宇宙空间的中心，星系加速向宇宙中心聚集。

3.3.2光线弯曲曲率半径大于观察者到宇宙中心的距离，ρ＞r

此时观测者还可以观测到宇宙中心的具体位置，但是呈红移现象的星系数量增加了，大于50％。

3.3.3光线弯曲曲率半径等于观测者到宇宙中心的距离，ρ＝r

此时观察者已经看不到宇宙中心点了，也看不到有呈蓝移现象的星系了，原来与观测者同一等势面上围绕在宇宙中心的星系，在以观察者为圆心，以2πr为半径的圆平面内依次出现两次，水平面内没有红移现象，红移现象出现在水平面上下的垂直方向上。

立此存照：

霍格天体就是霍格天体中心星系的质量使星系边缘处的光线弯曲曲率半径等于该星体边缘到星系中心的距离时展现出来的广义相对论空间效应。

根据广义相对论可以推算出霍格天体应该具有如下几何特征：

霍格天体中心星系是球对称星系；遥远的观察者从上下左右南北各个方向看霍格天体的形状都是相同的；

当星系边缘处的光线弯曲曲率半径等于星系的半径时，星体外环半径R减去中心星系的半径r等于中心星系的周长，即

当ρ＝r时

R－r＝2πr

霍格环的宽度，即暗环加明环的宽度恰好等于星体的周长。

3.3.4光线弯曲曲率半径小于观测者到宇宙中心的距离，ρ＜r

此时宇宙空间的特征就是我们现在宇宙所呈现的一切

星系之间加速远离成为普遍现象。

宇宙中心处于宇宙边缘处的任意位置。

宇宙中心的黑体辐射形成宇宙背景。

由于银河系中太阳系内地球上的观测者在宇宙空间中不具有特殊位置，因此宇宙中心对于银河系而言仍有着确切的位置，这是由银河系所在宇宙空间的位置到宇宙中心的最短测地线所决定的，就是天球上微波背景辐射温度最高的那个点。

请读者记住，宇宙中心虽然在天球的任意位置上，但具体到某一个星系都有其一一对应的具体宇宙中心的位置，它同样与宇宙中心有着最短测地线。

举一个例子，来帮助读者理解现在宇宙的模样，如果把宇宙分解成一个个形状相同的的三维体，那么最简单的形状应该是两头尖尖的四棱锥，虽然在三维空间内无法还原成宇宙本来的模样，但仍能帮助大家更好的理解宇宙。

现在将分解好的四棱锥重新组装，把每一个四棱锥的一个尖儿扎在地心上，那么三维的宇宙空间模型就像一个四棱锥拼成的刺球，在真实的宇宙空间中，相邻四棱锥的两个面是同一个面，所有四棱锥的另一个尖儿就是宇宙中心，假设每个四棱锥中都有一个观测者，虽然他们观测到的宇宙中心都是同一个点，但是由于最短测地线的原因，他们观测到的宇宙中心的所在方向并不相同。

三、宇宙中心给出的可以证实或证伪的预言

1.宇宙存在中心点；宇宙中心点就是宇宙的边缘；宇宙背景辐射来自宇宙中心；

2.所有星系都在向宇宙中心聚集，星系之间加速远离；

3.宇宙空间中的任何位置处的光线弯曲曲率半径小于该点到宇宙中心的距离。

4.霍格天体中心星系的质量恰好使其边缘处的光线弯曲曲率半径等于星系半径，霍格环的宽度等于中心星系的周长，霍格中心星体是完全球体，霍格环平面永远与观测者视线垂直。

5.天球背景辐射温度最高点的位置就是银河系对应的宇宙中心的所在，且该点的温度随时间增高。