光(电磁辐射)传播的解析理论(二)：代数化处理光(电磁辐射)传播全过程

《光(电磁辐射)传播的解析理论(二)：代数化处理光(电磁辐射)传播全过程》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、解析宇宙学：光(电磁辐射)传播的解析理论(二)：光(电磁辐射)传播全过程的代数化处理解析宇宙学光(电磁辐射)传播的解析理论(二)代数化处理光(电磁辐射)传播全过程周坚/2012年8月11日在上一章节中我们已经对光（电磁辐射）传播全过程进行了完整的描述，如果要描述宇宙空间中的无数天体在作为光源向宇宙空间传播光（电磁辐射）的全过程，那还是非常困难的，这就需要我们将这个光（电磁辐射）传播全过程进行代数化处理，这是我们进一步正确认识宇宙的必由之路。在这一章节中，我们就从规定光源点、光（电磁辐射）传播方向、单位传播距离和单位传播距离所对应的周坚红移入手，逐步将光（电

2、磁辐射）传播全过程进行代数化处理。2.1背景知识我们的星空，闪烁着无数的星星，定放着它那美丽动人的风采，让我们产生无穷的遐想，致使我们好奇地不断追问，这些星星到底是什么呢？自从意大利物理学家和天文学家伽利略于400年前发明了望远镜以来，我们通过望远镜的观察发现，这些星星都是恒星、星系、星系团等等的发光天体，并且通过美国航天局（NASA）发射的MWAP探测器还观测到宇宙的一个屏障——宇宙微波背景辐射。我们通过一切观测手段对宇宙进行观测，为什么能够发现宇宙就解析宇宙学：光(电磁辐射)传播的解析理论(二)：光(电磁辐射)传播全过程的代数化处理是这种模样呢？这让我

3、们产生了无数的猜想，其中比较成功的猜想理论就是目前堪称标准宇宙模型的大爆炸宇宙学，但无论如何这都是一种猜想，特别是红移大于1的情况更是如此。我们知道，我们对宇宙的认识都是通过这些恒星、星系、星系团等等天体辐射出来的光（电磁辐射）传播到我们面前的感受认识，要正确认识宇宙，我们就必须熟悉光（电磁辐射）传播的特征。目前我们已经知道光（电磁辐射）在宇宙空间中的传播是直线传播的，当然如引力透镜等特殊天象除外，而传播的极限速度就是我们称之为的光速，它等于299，792.458km/s（约30万公里/秒）。然而，周坚定律这个自然规律于2008年6月29日被正式发现之后，

4、由此我们还知道光（电磁辐射）的传播极限距离（周坚定律中的周坚常数Z0）是13，771，980，862.5685光年（约137.72亿光年），对应的周坚红移是无穷大，对应的完成这个极限传播距离的时刻间隔是13，771，980，862.5685年（约137.72亿年）。2.2光源点的概念由于恒星、星系、星系团等等的天体距离我们都非常遥远，我们不可能通过皮尺等测量工具去直接观测它们的距离，我们只能通过观测来自它们辐射出来的光（电磁辐射）进行判断。为了将这些传播到我们面前的光（电磁辐射）能够进行有效的计算对比，我们必须将它们视作一个点，这就引入了一个光源点的概念，

5、图2.1就是光源点的解析宇宙学：光(电磁辐射)传播的解析理论(二)：光(电磁辐射)传播全过程的代数化处理概念示意图，它将天空中的恒星、星系、星系团等等的发光天体统统视作光源点。2.3光（电磁辐射）传播方向在光（电磁辐射）传播的光源点被确定后，接下来我们就是要确定光（电磁辐射）传播的方向，具体确定过程详见图2.2，它将确定光（电磁辐射）传播的方向通过图形表达的方式反映出来。解析宇宙学：光(电磁辐射)传播的解析理论(二)：光(电磁辐射)传播全过程的代数化处理2.3单位传播距离在光（电磁辐射）传播的光源点和传播方向被确定后，接下来我们就是要确定光（电磁辐射）传播

6、的单位传播距离，由于恒星、星系、星系团等等的天体距离非常遥远，单位传播距离的设定必须适应宇宙学尺度，距离单位选择亿光年是最合适的，图2.2就是这种规定的示意图，它用图形表达的方式展现了确定光（电磁辐射）传播的单位传播距离的过程。2.4单位传播距离所对应的周坚红移在光（电磁辐射）传播的光源点、传播方向和单位传播距离被确定后，接下来我们就是要将光（电磁辐射）传播一定距离后，其传输波长随传播距离的增大而向红端位移的相对变化量，即周坚红移标注在对应单位传播距离刻度上，图2.4就是完成这种规定解析宇宙学：光(电磁辐射)传播的解析理论(二)：光(电磁辐射)传播全过程的

7、代数化处理的示意图，它用图形表达的方式展现了确定光（电磁辐射）传播全过程在类似数轴上表达的全过程，而其中的Z0就是周坚定律中的周坚常数，它的物理意义就是光（电磁辐射）传播的极限传播距离，对应的周坚红移就是无穷大（∞）。2.5周坚数轴的概念数轴的概念我们是非常熟悉和清楚的，在我们的生产和生活中的应用也是非常广泛的，然而，我们能否在宇宙学研究领域中继续应用数轴呢？说实在的，这种应用非常困难，似乎是不现实的，原因就是我们不可能直接去精确测量那遥远天体的距离，我们只能通过各种观测手段去猜测它，特别是红移大于1的遥远天体更是如此。解析宇宙学：光(电磁辐射)传播的解析

8、理论(二)：光(电磁辐射)传播全过程的代数化处理然而，周坚定律这个