新發現的星際物質對近代物理的影響初探

作者：彭曉韜

日期：2020.09.21

【文章摘要】：最近美國NASA公布的哈勃望遠鏡最新發現：仙女座外部存在大量氣態物質，這些物質與我們的銀河系的同類物質已經相互接觸融合為一體。同時，也有天文觀測表明：太陽系的最外層氣態物質達到1光年以外，與比鄰星的最外層物質基本相連。由此可見：宇宙星際空間並沒有真正的、沒有任何有形物質的真空存在。而從所謂宇宙背景輻射的各向同性可以推測：星際間的物質分布宏觀上基本為均勻分布。由此可能導致我們對近代物理，特別是天文學和相對論需要重新審視與關注。本文就此作些探討。

一、星際物質分布情況簡介

根據美國宇航局哈勃望遠鏡的最新觀測，仙女座星系的巨大光暈向銀河系方向延伸了130萬光年，有些地方甚至達到了200萬光年，這意味著在某種程度上，仙女座已經撞上了我們的銀河系【摘自徐德文科學頻道】。

據天文觀測：太陽系最外層的奧爾特雲外邊緣離太陽約有1.5光年，也就是基本上達到了太陽與比鄰星的中間地帶。

對應2.7K黑體輻射的所謂宇宙背景輻射強度大，各個方向強度基本相同，比太陽光譜中的同頻率段的強度大很多倍以至於不能被消除。而根據普朗克黑體輻射公式計算得到的2.7K黑體輻射強度峰值是同頻率太陽輻射強度的千分之一。按理在地球上是被太陽輻射掩蓋而不可能被觀測到的。而實際情況是不僅能觀測到，而且比太陽同頻率的輻射強得多。因此，所謂的宇宙背景輻射應該屬於體積型輻射，而普朗克黑體輻射公式僅適用於面積型輻射。也就是說：所謂的宇宙背景輻射是由廣泛存在於星際空間的、溫度接近2.7K的低溫物質所產生的體積型輻射，決不可能是所謂的宇宙背景輻射。由此也證明星際物質在宇宙空間中廣泛存在。

二、星際物質的存在之物理意義

從以上介紹可知：宇宙空間廣泛存在的物質表明，真正不存在任何物質的空間或絕對真空幾乎是不存在的。我們生活的地球上存在大氣層，宇宙空間中存在由各類原子、離子或基本粒子電子、質子和中子等構成的離散狀態的物質。如果人眼能看得到2.7K輻射強度峰值對應的頻率1.5^11Hz的電磁輻射，那麼就不會有黑夜，也不會有夜晚的滿天星辰了。可能只是如霧天一樣地到處為光暈般的天空。

星際物質的存在至少有如下一些特殊的物理意義：

1、所有以理想真空狀態條件下建立起來的物理理論適用範圍將十分有限，甚至不適用

1.1、天文學方面的哈勃定律

哈勃定律是以星光的紅移量均為都卜勒效應為前提條件的。也就是假設星光在宇宙空間中無論傳遞多久、多遠，其頻率都是不會變化的，只是當地球相對天體存在視向運動時才會發生頻率的改變。而星際物質的存在和廣泛分布，打破了這種前提與可能性：星光只是星際物質折射作用後的折射光，並不是原生星光。

法拉第磁光效應表明：折射光是由折射光路徑上介質中的原子極化→產生次生光→極化鄰近原子→再產生次生光這樣一個不斷循環的產生-極化-再產生過程而形成的。而在此過程中，光的主頻也會隨再生次數的增加而降低。這可能才是星光隨傳遞距離的增加而不斷降低的真正原因。並非天體退行速度與其到地球的距離成正比。這樣一來，很顯然表明：哈勃定律是不符合客觀實際的。

1.2、光速測量方面

由於在地球表面甚至太空中進行基線法光速測量時，大氣層等物質的存在，將決定光速的測量結果會基本恆定不變。因為被測量的光是由相對測量裝置基本靜止的大氣層產生的次生光，其速度相對大氣層速度基本恆定。這就導致光速的測量結果出現基本恆定不變的現象。在這種情況下，只有利用相對介質存在運動的測量裝置才能測量到與測量裝置運動速度有關的變化的光速。就像斐索流水實驗結果一樣，被測量的光源相對測量裝置運動時，所測得的光速就不可能恆定不變了。

1.3、量子力學方面

無論量子是否存在，由於不存在理想的真空環境，任何量子都會受到空間中無處不在的物質的作用而改變其運動狀態或基本屬性。這也是為什麼所謂的量子計算機必須把溫度降低到儘量接近絕對零度、真空度高的且具有電磁屏蔽能力的裝置內。由此可見，所謂的量子只是某些基本粒子或其產生的電磁場在未受其他物質影響條件下的一種存在形式而已，並不是獨立於實體粒子而真實存在的不同的基本粒子或客觀實體。至少，所謂的光子是不可能存在，即使是存在，一遇到介質也會消失或改變。

2、天文觀測結果存在的局限性

2.1、可見物質與星系總質量

利用可見光觀測得到的星系可見天體推算出來的可見質量，甚至以此作為星系的總質量推導出來的星系中天體的運動速度產生的離心力遠大於向心，並依此推測存在所謂的暗物質的做法明顯存在問題：沒有考慮不發光或不反光的星系內部低溫物質及星系間存在的低溫、不可見但仍為正常物質的作用與影響。如果在沒有可靠的、計算星系總質量的方法前，武斷地用可見質量代替星系總質量，這種做法明顯是不科學、不嚴謹的，也是不能令人放心的。

2.2、利用光測量天體運動的可靠性

鑑於宇宙空間到處均存在著不同類型的介質，利用光來測量天體的運動速度就變得幾乎不可能了。因為在地球上觀測到的天體光影並非天體即時發出的光，也並不是其原生光。而是經過了星際物質作用而再生的光，其運動速度、運動方向、振幅、相位和頻率均會發生重大變化。就像因地球自轉都會導致出現光行差一樣，我們觀測到的天體位置與大小可能與實際情況相距甚遠。

3、相對論理論適用範圍大打折扣

相對論是在假設光速不變的基礎上建立起來的。也就是說，其理論即使是正確的，也只能在真空環境下且相對光源靜止條件下才成立。然而客觀世界並非真空狀態，即使是在星際空間也不是真正的真空。星際介質的存在決定了星光在長途旅行中僅相對星際介質速度恆定，與天體的運動狀態無關。隨著我們太陽系和地球的運動，距離遙遠的天體所發出的光相對地球人並非恆定不變。只是當星光進入地球大氣層後，其速度才由大氣層決定而成為基本不變的物理量了。因此，在此種客觀條件下，相對論是完全不適用的。

三、結 論

1、星際物質的存在將改變人類對宇宙的生成與發展以及天體演化的認識。目前所有這方面的知道可能都得經過重新認定才有可能成為真理。

2、由於介質內部的光速是由介質性質和運動狀態決定的，我們任何時候觀測到的光都是介質內部的折射光，是由介質產生的次生光。在利用光測量地球以外的天體運動時，必須消除因介質運動狀態與性質不同對光速的影響。因此，哈勃定律可能不再適用於天文觀測中的天體視速度計算。

3、由光與介質相互作用規律決定了所謂的光子是不存在的。光遇到介質只會使介質成為次生光源並產生新的光。原來的入射光將不復存在或與次生光合併疊加成為全新的光的一部分。我們不應寄予任何希望想用所謂的光子來完全其不可能完成的任務。

4、所謂的宇宙背景輻射應當就是星際物質產生的電磁輻射。從人類目前測量到的太陽系邊緣奧爾特星雲的溫度在攝氏零下240度，也就是30K左右可以推斷：星系間物質的溫度應該更低，接近2.7K的平均溫度完成是可能的。因此，所謂的宇宙背景輻射應該就是星系間低溫物質共同產生的電磁輻射。同時，從其各向同性也可以知道：即使是宇宙真的存在邊界，我們也不可能位於宇宙的中心，能同時接收到不同方向同樣強度與同樣主頻的背景輻射。