宇宙星系红移暨蓝移原因研究

20世纪初，斯里弗发现一些遥远星系存在“红化”现象。1923～1924年，哈勃与助手赫马森发现这些遥远星系距离越远，红移越大，造成星系红移的原因可能是光波被拉长，而光波被拉长可能是宇宙空间膨胀的结果。后来，一些天文学家对某些类星体和亮星系进行了统计、分析和研究，发现有些互相联系的成协星系、类星体彼此之间的红移量存在差异，有的还相差很大，这些现象用宇宙膨胀无法解释。宇宙膨胀理论解释红移现象受到了学术界的质疑。

1　光的成因与本质

《中国高新技术企业》期刊2012年第4期有一篇关于“光的成因研究与分析”的文章，这是一篇非常有价值可帮助人们揭开原子发光传播奥秘的论文。文中详细论述了光的成因和本质，详细论述了原子发光、光传播及形成光波的形成过程；详述了光传播的介质和动力；阐述了光速恒定、光显量子性、光产生偏振、干涉、衍射的原因，并推导出了一些光波性质的重要公式：

2　宇宙星系光的红移暨蓝移原因研究分析

2.2　遥远星系红移产生的原因

光的干涉和衍射出现了明亮相间的条纹，变亮的地方强度增大了，变暗的地方强度减小了。光的干涉和衍射改变了光的强度。

宇宙观测发现遥远星系的谱线均有红移现象，这说明观察到的光波电场强度减弱了，频率降低了，光波增长了。河外星系位于银河系之外，其星光需要经过长距离的传播才能到达地球。这些星光方向与银河系星光相反向，河外星系星光长距离的逆向的穿梭在银河系发射的光波场中。我们在观测一个远方的河外星球时，看到的河外星球的光波实际上是河外星球与银河系光波反向叠加形成的一个减弱的复合光波。这些光波逆向叠加，正反消减，从而降低了观测到的光波强度。

2.3　银河系内星球蓝移产生的原因

科学家们观测银河系内的星球时（如仙女座星系），发现光波的频率吸收峰在光谱中向短波端移动，出现了蓝移现象。部分天文学家认为，造成蓝移的原因是光源朝向地球方向移动，这种观点同样受到很大的质疑。

在观测某个河内星球时，所看到的星光实际上是银河系内多个星球发射的光波形成的混合波，这些光波同向叠加形成了一个增强的复合光波。

2.4　声波运动红移原因分析

奥地利物理学家及数学家克里斯琴·约翰·多普勒发现，火车接近观察者时，汽鸣声会比平常更刺耳，在火车经过时出现刺耳声的变化，人们将这一现象称为多普勒效应。出现上述现象的原因，学术界普遍认为是“在运动的波源前面，波被压缩，波长变较短，频率变较高；在波源后面时，波长变较长，频率变较低”。声音的高低与声波对耳朵的鼓膜施加压力成正比例对应关系，高频声音尖厉，低频声音低沉。

物体运动改变了波的频率和波长，产生这一改变的原因是不是波长被简单的压缩和拉长了哪？回答是否定的。因为声波是在空气中传播的震动波，即介质波，声波波源的运动产生了一列不同位置的相干波源，这些波源同向叠加后形成一个新的复合声波（见图1）。在人的耳部，先后留存有位置1、2波源与现位置3波源叠加，形成了一个逐渐增强的复合波，这个增强的复合波波长变短了，频率变高了，这以变化可通过较为复杂的函数合并得以证明。在波源后面时，多个逐渐减弱的波源叠加形成了一个减弱的复合波，这个复合波频率变低了，波长变长了。

图1　火车运动形成的多波源叠加示意图

如果是“物体运动波被拉长或缩短”和“物体运动产生多个波源叠加形成的复合波变长或缩短”是两个不同性质的问题，产生的影响也就完全不同。这就致使使用“多普勒效应”解释出现了理论方面错误，这将使用多普勒效应解释宇宙红移成因问题受到影响，相应的爱德文·哈勃（Edwin Hubble）使用多普勒效应得出“宇宙正在膨胀观”也就受到质疑。至于介质震动波的多普勒效应是否可以用于光波的传播叠加，也还需要学术界深入研究和探讨。

3　推论

（1）光是原子核外电子高速旋转产生的电磁波。当发光原子受到外源光波电场的照射时，旋转电子的向心力被消弱，这样就造成电子的旋转半径增大，旋转速度减小，物体发射的光波频率减小，光波波长增大，从而产生了照射红移。

（2）当多个发光源同向照射叠加时，形成的复合光波强度增强，视频率增大，光波波长变短，这样就出现光波蓝移。

（3）当光电场反向叠加时，形成的复合光波强度减弱，视频率减小，光波波长变大，这样就出现红移。

（4）星系光源的运动能产生多个波源，多个波源叠加形成的复合波也可引发红移（或蓝移），运动红移不同于爱德文·哈勃（Edwin Hubble）阐述的“宇宙正在膨胀”产生的红移。

参考文献

[1]严导淦．物理学[M]．北京：高等教育出版社，1993.

[2]彭寿斌．光的成因研究与分析[J]．中国高新技术企业，2012，（6）．

[3]彭寿斌．光电效应电磁说及光波性质再讨论[J]．中国高新技术企业，2017，（10）．

（作者彭寿斌系中国石化胜利油田有限公司孤东采油厂工艺研究所高级工程师）