我们的宇宙怎么了？
我们的宇宙怎么了？
——对哈勃常数的新解释和光速的新原理
天文学家告诉我们：宇宙在膨胀，而且距离我们越远的天体，离开我们的速度越快。解释这种情况的关键概念，就是哈勃常数和哈勃流。
但是这种解释存在严重的矛盾！宇宙膨胀究竟是加速还是减速？
一、天文学的流行理论宣称宇宙膨胀在加速
宇宙大爆炸、宇宙膨胀，现在的天文学家用这些概念描述我们能够观察到的宇宙。这些又与宇宙年龄、天文光深、真空光速、视向速度、多普勒效应、天体红移、宇宙膨胀速度、哈勃常数、哈勃流等一系列概念相联系。
1、宇宙年龄
日，法国巴黎天文台等机构的科学家宣布，在银河系外缘的一颗古老恒星CS3上观察到铀238谱线。这是人们首次在贫金属恒星上发现铀元素谱线，对精确推断宇宙年龄非常重要。根据铀元素的谱线，推算出该恒星上铀元素的含量。在将它与钍元素含量进行比较后，初步推算出，宇宙年龄至少有125亿年，误差为前后30亿年。
日，“哈勃”太空望远镜在位于天蝎星座、距地球7000光年的M4球状星团中，观测到银河系中迄今为止所发现的最古老的白矮星。矮星是宇宙中早期恒星燃尽后的产物，会随着年龄的增长而逐渐冷却，因而被视为测量宇宙年龄的理想“时钟”。分析表明，这些白矮星的年龄约为120亿至130亿年,估计是在宇宙“大爆炸”后不到10亿年间形成的。银河系中的天体只是宇宙的一部分，和其他各类天体一样，必定形成于宇宙诞生之后，不应该比宇宙年龄更长。因此推算宇宙的年龄为130亿年至140亿年之间。
2008年3月，科欧洲和NASA合作的对宇宙微波背景辐射的观测组在对“威尔金森微波各向异性探测器”（WMAP)传回的观测数据进行分析和计算后宣布，宇宙的准确年龄约为137.3亿年(正负误差不超过1.2亿年)。此后由美国能源部SLAC国家加速实验室粒子天体物理学和宇宙学凯维利协会(KIPAC)研究人员负责，使用哈勃太空望远镜收集的数据，并结合威尔金森微波各向异性探测器(WMAP)的观测数据，推算出宇宙的年龄为137.5亿年。
现在科学界普遍认为，宇宙诞生于约137亿年前的“大爆炸”。约3亿年后，第一批恒星及其星系开始产生。我们能够观测到的星系，不应该比这时的更早。
2、天文光深
天文学上的“光深”，是我们观测宇宙的极限深度，以此推算我们观测到的宇宙半径，日欧洲和NASA合作的对宇宙微波背景辐射的观测组发布的官方文章推算，可观测的宇宙范围为120亿光年左右。
但是又有报道说，2007年7月，美国宇航局太空网公布，“引力透镜”效应帮助科学家捕捉到130亿光年外的星光，这些星系仅在宇宙诞生5亿年后就出现了。据估计，宇宙已有137亿岁，因此新发现的星系应该距离地球132亿光年（参见图1、图2）。&
图1：“引力透镜”效应帮助科学家捕捉到130亿光年外的星光&&
图2：科学家利用“引力透镜”效应捕捉到的6个星系(红圈内的暗斑)
还有报道说，美国的天文学家利用哈勃太空望远镜观测到了一个距地球约130亿光年的星系（参见图3、图4）。&
图3：哈勃望远镜发现130亿光年外迄今为止最遥远星系：A1689-zD1星系位置图
图4：哈勃望远镜发现130亿光年外迄今为止最遥远星系距地130亿光年的A1689-zD1星系
此外，还有报道哈勃太空望远镜探测到的130亿光年宇宙深空（参见图5、图6、图7）和欧南台探测的钱德拉南部深空（参见图8）等。
图5:日，哈勃太空望远镜获取的深空景象，
把我们带回到大约130亿年前，让我们有幸一睹宇宙形成之初的场面。
这张照片呈现了宇宙形成不超过10亿年时的模样。
图6:哈勃拍摄的宇宙深处的星体照片
图7:哈勃深场&
图8:这是“钱德拉南部深空”图像，捕捉到一些星系，比肉眼可见暗弱10亿倍
现在天文学的光深数值还有不同，而且是否还会变化？是否会随着天文观测技术的发展而加大？这些都是疑问。
因此我们依据现有的光深来推算宇宙膨胀速度，肯定也难以做出最终精确的认定。即使这样，我们还是要根据现有光深大体确切范围内的数值，估算宇宙状况。
3、真空光速
现在的物理学认定真空中的光速是不变的，真空中的光速是29.9792458万公里/秒。那么，确定的光深就能表示确切的距离（其实光速与我们测量的条件、手段、方法相关，也需要进一步讨论）。
4、视向速度
是物体朝观察者视线方向运动的速度。河外星系相对于我们的退行速度，就是我们看到该天体的视向速度。
5、多普勒效应
当观察者与波源相对运动时，观察者接受到波的频率与波源发出的频率不相同的现象，就是多普勒效应。
6、天体红移
相对于我们运动的天体所发出的光，也显现出多普勒效应。退行的物体光波长将增加(红移)，而接近的物体光波长将减少(蓝移)。大量的天文观测证实，远方河外星系的视向退行，普遍存在红移现象
7、宇宙膨胀速度
天文学家宣称，大爆炸后的宇宙至今一直都在连续地膨胀。远方河外星系普遍存在红移现象，就支持这种判断。问题是宇宙的膨胀速度是在加快，还是减慢。&
图9:宇宙大爆炸示意图
8、哈勃常数
1929年，爱德温&哈勃（EdwinHubble）发现星系相互分离的速度与他们之间的距离成正比，这就是哈勃定律。
哈勃认为，相对于我们，河外星系的退行速度与距离之间的比值，简称速度－距离比（也叫哈勃比），是一个常数，就是哈勃常数。这成为现代天文学的一个公设，被河外星系退行的普遍红移、天体红移程度与天体距离之间普遍正相关的现象所证实。现在哈勃常数用H表示，单位是公里/(秒·百万秒差距)。
其实，自哈勃发现哈勃常数以来，这个常数几经修改、一再变化(参见表1)。
表1：哈勃常数变化一览表
日出版的《天体物理学杂志》（AstrophysicalJournal）最新确认的哈勃常数是73.8(±3.3%)。这也就是说，一个星系与地球的距离每增加326万光年（一百万秒差距），该星系远离地球的速度就增加73.8公里/秒，距离越远的星系退行的速度越大。
天文学家把星系的普遍性退行运动称为哈勃流，这是一种遵循哈勃定律的系统性运动。现代天文学的流行理论认为，哈勃流是宇宙膨胀加速的直接体现，是河外天体普遍红移的主要原因。
这意味着，我们的宇宙膨胀还在加速。但是问题就在这里！
二、天文学的理论基础又否定宇宙膨胀在加速
宇宙膨胀在减速，显然不符合现在天文学对哈勃常数的流行解释。如果说宇宙膨胀在加速，那么：
1、初始速度高于光速
在大爆炸时的宇宙膨胀初始速度不可能比光速更快。因为那样，没有光能追上我们，我们面向大爆炸起点的方向永远是漆黑一片，我们的天文观测永远也不可能达到接近宇宙大爆炸时的天文光深。这与我们迄今为止的天文观察不符。
即使是宇宙膨胀速度不变，也是高于光速，面向大爆炸起点的方向仍然永远是漆黑一片。这也与我们迄今为止的天文观察不符。
2、初始速度等于光速
如果在大爆炸时宇宙膨胀的初始速度等于光速，宇宙膨胀在加速，同样没有光能追上我们。这与我们迄今为止的天文观察不符。
如果宇宙膨胀速度不变，我们面向大爆炸起点的方向，只能永远是同样不变的光景，我们只能永远观看大爆炸时的瞬间镜头，即使是不断加大着天文光深。这也与我们迄今为止的天文观察不符。
3、初始速度低于光速
如果在大爆炸时宇宙膨胀的初始速度低于光速，宇宙膨胀在加速，当超过光速后，我们面向大爆炸起点的方向同样会变为漆黑一片；反而在顺着宇宙膨胀的方向，会追看到以往的宇宙，但成为意义完全不同的天文光深。这与我们迄今为止的天文观察不符。
即使宇宙膨胀速度至今没有超过光速，按照现在天文学对哈勃常数的流行解释、哈勃常数对天体红移的流行解释，不同方向的天文光深也会有不同的天体红移，或者同样的天体红移因为方向不同而有不同的光深。这还与我们迄今为止的天文观察不符。
4、光速是宇宙膨胀速度的极限
其实不论是否从大爆炸初始，宇宙膨胀速度永远都不应该超过光速。因为那不符合物理学关于光速最快的定义，也不符合物理学关于物质不同层次的性质之间关系的解释。
5、宇宙膨胀加速说导致逻辑混乱
即使不考虑物理学的理论基础，单看对宇宙膨胀速度与光速之间关系和状况的设想如此复杂，失去了逻辑的简洁美，对哈勃常数与天体红移之间关系的解释、哈勃常数与宇宙膨胀加速之间关系的解释，就值得怀疑。更何况这些解释矛盾重重。这就像当年的地心学说一样，被复杂的本轮、均轮搞得更加混乱。只有进行了日心说的哥白尼式革命，才变得简单明了。
三、问题的根子在对哈勃常数的理解
日，在中国北京人民大会堂举行的2006年国际弦理论大会。斯蒂芬·霍金在“宇宙的起源”主题演讲中说：“我们按照我们构造世界的模型来解释自己感官的输入。人们不能询问这个模型是否代表实在，只能问它能否行得通。首先，如果按照一个简单而优雅的模型可以解释大量的观测；其次，如果这个模型作出可能被观察检验、也可能被证伪的明确预言，这个模型就是一个好的模型”。
为了避免上述的逻辑混乱和与实际观测的矛盾，我们尝试不同的选择，否定宇宙膨胀加速说、否定天文学对哈勃常数流行解释。
1、宇宙膨胀匀速的可能性
为了避免上述的逻辑混乱和与实际观测的矛盾，首先要排除宇宙膨胀的初始速度高于或等于光速。这意味着光速超过宙膨胀速度，而且以恒定的速度差在超过宇宙膨胀速度。这同样会有不同方向有不同的光深、不同的红移，仍然与我们迄今为止的天文观察不符。
2、宇宙膨胀减速的可能性
在大爆炸时，宇宙膨胀的初始速度不可能高于光速。因为那时光速是否和现在的一样，由物理性质决定，那时的光速仍是宇宙中所有物质形态中的最高速度。
宇宙膨胀的初始速度有可能等于光速，这意味着当时宇宙中的物质形态只有光或都跟光类似。那么宇宙膨胀从初始的光速开始降低。
宇宙膨胀的初始速度也可能低于光速，这意味着当时的宇宙一开始就有不同于光的物质形态。
不论宇宙膨胀的初始速度是等于光速还是低于光速，只要宇宙膨胀速度在减速，经过上百亿年后，宇宙的膨胀速度肯定已经低于光速，而且形成了可以观测到的速度差。
以宇宙年龄137.5亿年、现在的极限光深120亿光年为例，我们能够看到的120亿年前的光，与在宇宙爆炸后膨胀137.5亿年后的我们相遇在同一时点和地点上，同样的距离，宇宙比光多走了17.5亿年，意味着宇宙膨胀在137.5亿年间的平均速度是26.5万公里/秒，是光速的87.3%。
如果知道宇宙膨胀的初始速度（例如等于光速），并认为宇宙膨胀速度均匀减速是更合理的，那么也可以推算出宇宙膨胀的减速度为8.8E-18万公里/秒2（矢量）。
这也告诉我们，天文光深永远也不可能达到宇宙大爆炸时的起点。因为宇宙大爆炸后最早17.5亿年的光已经超过宇宙膨胀的边界，也超出了我们的视界。
我们只能通过比光速慢，能够与宇宙膨胀同步的宇宙微波背景辐射，来观察宇宙最初的状况（参见图10）。
图10：宇宙微波背景辐射(CMB)图片，
圆环的存在可能意味着大爆炸前有事件发生
既然这样，那么天文学关于红移、哈勃常数的流行解释，就完全说不通了。
3、河外星系普遍红移的原因不是哈勃流
河外星系普遍红移的原因根本就不在于天体退行速度加速。
我们对河外星系普遍红移的解释也根本不需要哈勃流这种概念。
其实哈勃流根本就不存在，宇宙膨胀加速也不是事实。不仅关于它们的理论模型过于复杂，乃至逻辑混乱；更根本的是它们不符合我们实际观察的更多结果。
4、光波能量耗散决定普遍红移和哈勃常数
在排除天体的引力红移、多普勒红移的基础上，所谓的宇宙红移根本就与天体之间的相对运动乃至在宇宙膨胀中天体之间的相对运动无关，只来自光波本身的性质，并表现在光波传播的距离上。
光波大尺度宏观传播必定发生能量耗散，在光速即时恒定不减的条件下，只能导致频率降低、波长放长，显示出与光波传播距离同步的红移现象。
这可以最简单地解释哈勃常数。
也可以最简单地解释不同视向红移的等效性。
符合哈勃常数的天体红移仍然可以作为天体宏观距离的标尺。
但这是由光波本身的行进距离标示，而根本用不着天体退行速度加速，即宇宙膨胀加速来标示。
现在天文学测算河外星系红移的公式是：
我们还以上述的宇宙膨胀速度26.5万公里/秒为例，那么宇宙河外星系普遍红移的平均值就是2.87。
如果代入宇宙膨胀减速度，就可以推算出相应天体红移值所表示的距离。按上例测算，每红移2.1E-10为一光年的距离。
5、更加合理的光速原理
光波频率降低的极限是红移的极限，也是所谓光速不变的终极条件。
光波频率降低的极限是波长伸展的极限，这以光波赖以传播的宇宙的半径为条件。膨胀的宇宙使光波波长具有动态变化的极限，而不是恒定不变的极限。
但在终极条件范围内的光速仍然都是一致的。光速不变的本质是终极条件下的光速一致，尽管随着终极条件的变化，光速也在变化，但相对于光源和受体之间，对任何观察者来说。光速都是相同的、一致的光速不变，取决于在终极条件变化中的相对稳态的同一时点。随着时点的推移，光速不变原理，应当表达为光速一致和光速可变原理。
6、新原理的证实和证伪
终极条件相对稳定下的光速不变，会随着终极条件的变化而变化。作为假定的公设，可以通过大时间跨度、即宇宙发生可观测到的大尺度膨胀后对光速测量的比较而加以证实或证伪。
由于这种终极条件变化要在更加漫长的时间尺度中（相对于光速，宇宙膨胀的减速度为8.8E-18万公里/秒2），才能更为明显地显现出来，也许要有跨世代的观测对比，才能得到证实或证伪。不能急于由我们这一代人就得出结论。
但是这样的实证，有可能成就新的诺贝尔奖得主。
7、新原理可能带我们走出宇宙
光速一致和光速可变原理，是我们有可能观测我们所在的宇宙与这个宇宙外发生动力关系和信息关系的根本依据。通过这种观测，我们才能推知我们这个天文宇宙的边界是怎样的，才能推知我们这个天文宇宙变动的前景是怎样的，才能推知我们这个天文宇宙之外发生着什么、存在着什么，才能推知大自然更加宏观尺度的面貌、状态和走势。
很多理论指出，空间的不同部分处于不断的暴涨之中，不断产生新的宇宙，
因此我们所生活的宇宙仅仅是存在于数量不断扩充的宇宙之海中的一个孤岛
这受我们的本性驱使，令我们极为渴求、极为神往！
以上网友发言只代表其个人观点，不代表新浪网的观点或立场。宇宙飞船从较高轨道到较低轨道到底加速还是减速一方面由较高轨道到较低轨道 根据万有引力=向心力 R变小 V变大 不管经历什么过程总会加速；另一方面加速的话会产生离心力 脱离向心力束缚 就跑到更高轨道上_百度作业帮
宇宙飞船从较高轨道到较低轨道到底加速还是减速一方面由较高轨道到较低轨道 根据万有引力=向心力 R变小 V变大 不管经历什么过程总会加速；另一方面加速的话会产生离心力 脱离向心力束缚 就跑到更高轨道上去了 .自己钻研问题就被自己转进去了 .愁 宇宙速度那里学得特别糟糕 求牛人详解.
如果你是驾驶员,开始时以V1速度驾驶飞船,想让飞船从较高轨道到较低轨道,那就要向前喷气,使飞船减速.减速至V2后由于万有引力＞向心力,你的飞船就会往下掉.下落过程势能转化为动能,飞船又加速了,加到V3时万有引力=向心力,飞船进入较低轨道稳定飞行.全过程速度大小V3＞V1＞V2.简单点说,宇宙飞船从较高轨道到较低轨道,需要人为减速,但最后结果是加速了.
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减小因为距离进了向心力小了
是先减速，后加速。。。。你要是单纯地想减速还是加速就把自己转进去了。
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关于太空加速的物理问题文科生一枚,但是对天文感兴趣.一直有一个疑问：真空中给物体一个力,若这个物体会一直以匀速运动下去,那在他运动的过程中给这个物体任何大小的作用力（同向）,都会导致他加速,并以更快的速度迅速运动.如此一来不是只要一点的作用力就能很轻易的达到光速甚至超光速么?太空中导致飞船减速的力有那些?星球的重力,太空里的空气,还有么?我当然知道物体运动需要持续的力...我说的就是在理想状态下如果没有任何阻力。不停的给一个物体一个很小的力，他是不是会不停加速?以此类推，如果有阻力但是阻力很小，那么是不是让他加速的力也很小？既然这样那在太空中的阻力应该算很小的。为什么提速还那么难？就算不能达到光速接近光速也应该比较容易，只是时间问题罢了？我发现大家都很喜欢围绕光速来讲啊...我表达不清楚了？我当然知道目前我们的认知中光速是达不到的。我的主要问题是在加速上...为什么太空中阻力这么小加速还这么难？
有些人知道相对论,不知道量子引力论也就算了,楼上你连相对论都不知道,光速是永远达不到的,为什么?根据相对论,物体速度越大,质量也越大（很难理解,生活中无法体会,不细讲）,当物体无限接近于光速的时候,质量趋向于无限大!生活中应该能体会到,推动一架飞机和推动一辆smart的力量差别是很大的,可以知道质量越大,越难使它加速,当物体接近于光速,质量接近于无限大的时候,要用无限大的推力来使物体进一步加速从而达到光速,而无限大的力是不存在的.所以,有质量的物体（这里指的质量是内禀质量,又是一个很难理解的东西）是不可能达到光速的,没有内禀质量的光和电磁波这样的东西质量再怎么翻倍也是零,所以它们的速度可以是光速.补充（很复杂,可以略过）：既然有质量的物体低于光速,没有质量的物体等于光速,那么质量是负的物体就一直超过光速,比如虚粒子对中的负质量的粒子（跟反物质不是一种东西）,在真空中出现,和同一对中的正质量粒子结合而凐灭,这个负质量的粒子可以看成是正质量的粒子向时间的过去运动,和正质量粒子向未来运动组成一个环,就是霍金的闭合圈环理论,理论上这个负质量粒子是超过光速才向过去运动的.总之,你生活中看到的,有质量的物体,永远不可能达到光速,更不用说超过（不然只能是自己和自己不断的在复数时间上组成一个环,重复过去到未来,未来到过去的历史）,讲的比较玄乎,希望关于光速的中心论点你能够看懂,反正我讲的是真正的量子物理学,楼上的大部分人绝对都还停留在经典物理的概念中,要不就是表达不准确,那就不要谈光速的问题了.谁说加速难了,卫星每秒十几二十千米轻轻松松的,不进一步加速主要是节省燃料且没有必要.
你想得太美好了，不是星球重力，是星球引力，星球引力很大很大的，星球引力无处不在，有行星，恒星，没你想象中那么美好的，你太理想化了。
1.太空里的没有空气2.重力是存在的3.要不断给作用力4.超过光速根据方程质量会无限大，也就是要无限的能量。
关于问题补充，要给的能量是一定的，和一次给多少没有关系。
第一，不可能一直给它力；二，你找不到那么大的真空；三，爱因斯坦有个相对论，量子力学什么玩意的，就是接近光速时，E=1/2*mv^2，说质量和能量间的转换，就的另外考虑；飞船减速，有星球引力，宇宙尘埃，宇宙风、粒子流什么的吧
1.太空里是没有空气的，漆黑一片，没有空气的漫反射，连光都看不到。地球上很明亮，是空气对太阳光的漫反射。2.你说“在他运动的过程中给这个物体任何大小的作用力（同向），都会导致他加速，并以更快的速度迅速运动。如此一来不是只要一点的作用力就能很轻易的达到光速甚至超光速么？”是不对的，要让物体一直加速，必须持续给力才行，如果你不给力，就没有加速度了，速度不再增加。3.我们的地球为什么...
看得出你不是理科生，要想要一个物体不断加速就必须有持久的力，也就是说有力的时候它才加速，当外力消失时它会以结束时的速度做匀速直线运动，另外至于能否超过光速，阿尔伯特·爱因斯坦那天才老头已经证明不可能，原因是当物体速度增加时它的质量也会增加，加速度减小，复杂得很。影响飞船的速度主要是万有引力，太空中几乎是真空，空气微乎其微，理论上来说，太空中的人造飞船等太空中飘荡的物体对飞船也有影响。(个人见解，仅...
物体质量不变，作用力使物体加速，这些都是牛顿力学的范畴。牛顿力学研究的是宏观慢速（相对于量子尺度和光速来说）物体，当物体接近光速时，牛顿力学就不适用。研究告诉问题，需要应用爱因斯坦相对论。有质量的物体不能达到光速也是由相对论得出结论。根据相对论，物体速度增加，物体的质量也增加，越接近光速质量增加急剧越大，要使物体达到光速，必须要由无穷大的力让物体加速，这是不可能，所以...
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