哈勃定律是目前最流行的宇宙成因——宇宙大爆炸理論的基礎,但康普頓效應可能是否定哈勃定律的最有力武器。康普頓效應揭示了自由電子可使X射線的頻率降低、波長變長,也就是人們常說的紅移。宇宙空間中分布著的帶電粒子可能是導致紅移量與星光的傳遞距離成正比的原兇。本文就此方面的問題作些初淺的探討。
本人在2016年01月15日的一篇名為《哈勃定律不能揭示宇宙成因的探討》(http://blog.163.com/pxt1961@126/blog/static/298431792016015111823109/?newFollowBlog)的博文中分析了哈勃定律所依賴的觀測結果——河外星系星光紅移量應該至少由三部分構成,即:該文章中所稱的
哈勃紅移=引力紅移+都卜勒紅移+介質紅移
引力紅移和都卜勒紅移在上述文章中已有較詳細的分析,本文就介質紅移對哈勃紅移的貢獻問題作些更深入的分析和探討。
本文所稱的介質紅移是指:河外星系光波所經過的路徑非絕對真空而導致光速或能量或頻率降低,波長變長的現象。
1923年,康普頓發現:X射線與自由電子相互作用時,散射出來的X射線分成兩個部分,一部分和原來的入射射線波長相同(此部分應該是未與自由電子發生相互作用),而另一部分卻比原來的射線波長要長,具體的大小和散射角存在著函數關係。此發現後來被稱為:康普頓效應。
我們把康普頓效應適當作些推廣,就可表述為:電磁波與自由帶電粒子相互作用時,將使電磁波的頻率降低,波長加長。那麼我們很容易理解:在宇宙空間中存在的帶電粒子也會與河外星系的星光發生相互作用,也會使星光的頻率降低。但由於宇宙空間中存在的帶電粒子極其稀少,因此一般情況下這種相互作用影響很小,在太陽系或銀河系內部進行的天文觀測中很難發現其作用所造成的對星光的影響。但河外星系離地球的距離均在數十萬光年以上,隨著與地球距離的加大,這種影響會越來越明顯。終於在哈勃觀測中被人類發現其蹤跡。
目前已有的空間觀測和地面觀測均證實:在地球附近空間中存在多種宇宙射線,這些射線包括α射線(即帶正電荷的氦核)、β射線(即高能帶負電荷的電子)等大量高能粒子。在浩瀚的宇宙空間中,帶電荷的自由粒子以不同的運動速度在宇宙空間中運動是完全正常且很普遍的事情。因此,這類帶電粒子與河外星系的星光發生類似於康普頓效應般的相互作用也是完全合理和應該的。宇宙空間中帶電粒子的密度雖然可能比較稀薄,但在以數十萬、數百萬、數千萬甚至數億光年計的宇宙空間中,其總量應該是相當可觀的。如果這類帶電粒子在宇宙空間中基本上可視為均勻分布,即各向、各區域分布基本一致的話,則在地球上觀測其對河外星光的相互作用效應時,其結果應該是各向同性的,其效應就只與星光到達地球的距離成正比,與星光的方向關係不密切。這就可以很好地解釋河外星系的星光紅移量只與離地球的距離有關,而與方向無關了。
如果本文的觀點不錯,哈勃紅移中與距離成正比的部分基本上是由上述介質紅移所導致的,也就是由康普頓效應所導致的。在消除此類紅移量後,剩餘的部分基本上可認定為都卜勒效應的影響(引力紅移比前兩者要小很多),即與觀測對象與地球間的相對運動速度有關的紅移(或藍移)量。從哈勃紅移中消除與距離有關的介質紅移量後,將出現剩餘的數值有正出有負的現象,也就是有紅移,也有藍移。這就可以很好地解釋為什麼近期天文觀測中能觀測到河外星系相互碰撞,甚至多達四個星系相互碰撞了。
綜上所述,如果本文的觀測是正確的(應該比較切合客觀實際,也有天文觀測結果支持),則建立在哈勃定律基礎上的宇宙大爆炸理論、宇宙爆脹理論以及所謂的暗物質、暗能量都是無稽之談了。