文/劉泰祥

光速c是現(xiàn)代物理大廈的基石，宇宙譜線紅移被視為星系退行的反映。當(dāng)前,一些人對(duì)此提出了質(zhì)疑。筆者認(rèn)為，光速c是光速方程在地表的一個(gè)近似解，宇宙譜線紅移是光子衰變的結(jié)果。

1.光速方程

系統(tǒng)相對(duì)論推導(dǎo)出了一組穩(wěn)態(tài)運(yùn)動(dòng)方程[1]，如果將靜止斥力區(qū)穩(wěn)態(tài)運(yùn)動(dòng)方程中b0和B，分別用光子表面空間密度ρ0和引力場(chǎng)空間密度ρ替代并整理，可得到引力場(chǎng)中的光速v公式：

稱作光速方程。其中kv為絕對(duì)運(yùn)動(dòng)常數(shù)。

由于光子表面空間密度ρ0遠(yuǎn)大于地表空間密度ρ，即1-ρ/ρ0≈1，于是有：v ≈(kv/ρ)1/2=c 即地表光速為(kv/ρ)1/2的常數(shù)，通常光速c在地表是用可見(jiàn)光測(cè)得，故稱之為地表可見(jiàn)光速?？梢?jiàn)，光速c是光速方程的一個(gè)近似解。

2011年9月英國(guó)《自然》雜志報(bào)道，歐洲研究人員發(fā)現(xiàn)了中微子超光速現(xiàn)象，2012年5月又以“光纖連接問(wèn)題”予以否定。根據(jù)中微子比可見(jiàn)光子的能量小得多的事實(shí)，可推得它的表面空間密度比可見(jiàn)光子大一些，因此地表中微子的運(yùn)動(dòng)速度大于光速c。故上述所謂“光纖連接問(wèn)題”值得商榷。

2.光子衰變

康普頓散射實(shí)驗(yàn)表明，被散射光子的頻率隨散射角改變，康普頓認(rèn)為散射光子是與靶中電子碰撞導(dǎo)致能量損失所致。筆者認(rèn)為，散射光子與靶中碳原子核和電子都有關(guān)，散射前后的光子是兩個(gè)不同的光子。

如圖1所示，在光子與靶粒子碰撞過(guò)程中，隨著光子向粒子靠近，其外界的場(chǎng)強(qiáng)越來(lái)越強(qiáng)，根據(jù)場(chǎng)域半徑公式[1]，光子場(chǎng)域半徑不斷減小。當(dāng)靠近靶粒子到達(dá)一定距離r時(shí)，光子臨界場(chǎng)消失，光子本體[1]兩端cn粒子裸露于碳原子核的場(chǎng)中。這時(shí)，在粒子場(chǎng)的作用下光子兩端cn粒子開(kāi)始散解；直到碰撞后遠(yuǎn)離到距離r時(shí)，光子臨界場(chǎng)再次出現(xiàn)，這時(shí)兩端cn粒子停止散解。

可見(jiàn)，散射光子發(fā)生了衰變。

3.對(duì)宇宙譜線紅移的判定

對(duì)于宇宙譜線紅移的解釋，當(dāng)前存在宇宙學(xué)和非宇宙學(xué)兩種觀點(diǎn)，筆者支持后者的觀點(diǎn)。從系統(tǒng)相對(duì)論的穩(wěn)態(tài)宇宙模型[1]可知，黑洞在太空中廣泛存在，類星體輻射出的光子穿越太空到達(dá)地球的旅程中，難免會(huì)穿越黑洞史瓦西半徑內(nèi)的空間，導(dǎo)致光子中部分cn粒子的散解而發(fā)生衰變。

星體距離我們?cè)竭h(yuǎn)，其光子到達(dá)地球前穿越黑洞史瓦西半徑內(nèi)空間的次數(shù)越多，光子衰變的幅度也就越大，光子頻率就變得越低。設(shè)星體輻射光子的頻率為f0，到達(dá)地球時(shí)光子頻率衰減幅度為△f，光子旅行單位距離頻率衰減率為k，光子旅行距離為D，于是有：△f=kDf0實(shí)際上，當(dāng)類星體朝向或背向我們運(yùn)動(dòng)時(shí)，它發(fā)出的光只有光強(qiáng)度的變化，而不會(huì)發(fā)生頻率變化。因此，多普勒將光子的運(yùn)動(dòng)與聲波作類比是不恰當(dāng)?shù)摹?/p>

例如，旋渦星系NGC4319與類星體馬卡良205之間似有物質(zhì)橋連接的事實(shí)表明，它們是有物理聯(lián)系的真正近鄰，但二者的紅移量卻相差10倍以上。這是由于它們輻射出的光子經(jīng)過(guò)的路徑不同導(dǎo)致的。

[1] 劉泰祥.系統(tǒng)相對(duì)論[M].北京:科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社,2012:185,81,82,68.

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