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解析天文学:夜空黑暗原理 周坚/2014年4月20日 解析天文学(Analytic Astronomy),又称为坐标天文学(Coordinate Astronomy),是使用代数方法进行研究的天文学,2008年6月29日发现的周坚定律就是它的理论基础,2009年3月8日创立的解析宇宙学(著作权登记证号是:2009-A-020687)的解析观点促成了它的提出。那么,解析天文学能够为我们带来什么呢?就让我们通过具体的实际应用来回答这个问题吧。 我们知道,夜空黑暗是我们最直接的天文观测现象。我们还知道,解析天文学的天文数学思想方法就是让我们用数学思想方法去研究天文观测现象,让我们将天文观测转换为天文知识的的天文学分支学科【周坚,解析天文学:天文数学思想方法。博客,2014年4月16日】。面对夜空黑暗这个最直接的天文观测现象,德国天文学家奥伯斯(Olbres)就已经在19世纪初为我们践行了解析天文学的天文数学思想方法。 当初,奥伯斯(Olbres)在牛顿宇宙模型下讨论了天的光度,他事先做了3个假设: 1:恒星是点光源,均匀分布在宇宙中; 2:恒星是不变化的(恒星的平均光度在时间历程中是常量); 3:恒星没有大的系统运动。 然后设定单位体积内的恒星数目为n,恒星发光的平均固有光度为B,距光源单位距离处的能量密度——固有光度,也就是观测者处测得的能量密度——视光度为b。 最后以地球为中心点O做一个半径为r的球壳,其球壳厚度为dr,则球壳内所有恒星在中心点O的视光度为: 全天中星体的总视光度为: 哈哈,如果宇宙是稳恒,无限大,时空平直的,其中均匀分布着同样的发光体,由于发光体的照度与距离的平方成反比,而一定距离上球壳内的发光体数目和距离的平方成正比,这样就使得对全部发光体的照度的积分不收敛,黑夜的天空就应当是无限亮的,但实际情况竟然是黑暗的。 夜空为什么会是这样黑暗呢?这里面一定隐含着目前不为人知的自然秘密。为了揭示这个自然秘密,我们不妨根据天文学变量间的关系,符合某些方程的性质和特征,通过研究方程所具有的性质和特征来解释这种夜空黑暗现象,这种思想方法就是笔者在解析天文学中归纳出来的天文数学思想方法之一。 纵观积分式(2)可见,积分不收敛的原因是我们选择了无穷大积分,为了使这个积分式的积分收敛,只要我们选择有限积分就能达到目的,使其结果与天文观测事实相吻合。 反观我们为什么要选择无穷大积分呢?原因不外乎就是以下两点: 其一,我们认为宇宙是无穷大的平直空间; 其二,我们认为作为发光体的星体所辐射出来的光(电磁辐射)能够传播到无限远。 2008年6月29日,家住广西柳州市柳北区柳长路611号的土生土长的普通中国人——周坚,基于1998年发现宇宙正在加速膨胀的那个超新星哈勃图进行曲线拟合研究,发现光(电磁辐射)在传播过程中的传输波长会随传播距离的增大有规律地向红端自然位移【为区别于多普勒效应而被命名为周坚效应】,将这种传输波长向红端自然位移的相对变化量定义为周坚红移【为区别于多普勒红移而被命名为周坚红移】,则光(电磁辐射)在传播过程中的传播距离与周坚红移成正比,与周坚红移加1的和成反比的自然规律——周坚定律【周坚,来自超新星哈勃图的观测证明一个周坚红移定律,中国科技财富,2011,24:274】就自然而然地出现在我们目前,当周坚红移达到无限大的时候,光(电磁辐射)在传播过程中的极限传播距离就是13,771,980,862.5685光年(137.72亿光年),而这个极限传播距离就是周坚定律中的那个比例常数,称之为周坚常数,用在“Z”的后面加脚注“0”的形式,即“Z0”来表示。 现在,我们认为作为发光体的星体所辐射出来的光(电磁辐射)不可能向无限远处一直传播下去,它只能进行有限传播,传播的极限距离就是周坚红移趋向无限大时刻的13,771,980,862.5685光年(137.72亿光年),它就是周坚定律中的周坚常数Z0。为此,我们将周坚常数Z0代替积分式(2)中的那个“∞”后就有: 哈哈,如果宇宙是稳恒,无限大,时空平直的,其中均匀分布着同样的发光体,由于发光体的照度与距离的平方成反比,而一定距离上球壳内的发光体数目和距离的平方成正比,同时再将光(电磁辐射)极限传播特征考虑进去,这样就使得对宇宙空间任意O点的任意时刻的全部发光体的照度的积分收敛,黑夜的天空就应当是黑暗的,这与实际情况完全吻合,这就是夜空黑暗原理。 难怪美国诗人爱伦·坡这样认为,之所以遥远恒星的光没有照亮星空是因为它们还没有到达地球:我们无法看到比宇宙更远的地方。用现在的话讲,我们无法看到138.2亿光年之外的东西。现在,我们知道了,我们无法看到137.72亿光年(13,771,980,862.5685光年)之外的东西,因为光(电磁辐射)在传播过程中的极限传播距离只有137.72亿光年(13,771,980,862.5685光年)。 最后,值得提醒我们注意的是,这里的中心O点是强调宇宙空间中的任意一点,强调任意,这里的总视光度I0是强调任意时刻,同样强调任意,这就意味着我们在地球上观测到的夜空黑暗的天文观测现象,在宇宙空间的其它任何地方,以及任何时刻进行观测,其观测结果都是一样的,“他们”的夜空也是黑暗的,与我们所观测到的夜空黑暗没有任何区别,这就是解析天文学的天文数学思想方法中所陈述的引入数量化静为动,以动求解来解决夜空黑暗这个具体天文学问题的一个成功实例。 Analytic Astronomy:Principle Dark Night Sky ZHOU Jian/4.20.2014 Analytic Astronomy, also known coordinate astronomy, is to usealgebraic methods to study astronomy, June 29, 2008 discovered ZHOU Jian's law is its theoretical foundation, March 8, 2009 founded the analytic cosmology (copyright registration number is :2009-A-020687) contributed to the analytical point of view it's made.So, it brought us what? Let us through specific practical application to answer this question now. |