引言
“我们至今所能达到的最远的距离为1.5亿光年,但在
这个距离内我们已经发现天体在分散着,好像是受了一种
扩散力似的。我们暂时在这里这样结论,宇宙斥力已获得
胜利,而支配着扩散。”
——A·S·爱丁顿*
,1932年。
历史上早就有一些著名学者,他们猜测存在着与距离成正比的斥力。限
于当时的科学水平使天文观测的距离不能够很遥远,所以觉察不到斥力的影
响。应当说,近代天文学的成就为斥力定律的发现提供了必然性。
事实上,只须简单的推算就知道斥力只能是距离的一次函数,其作用常
数的数量级是10-88(SI制)。斥力与距离的其它函数形式,例如
等等,都明显的与观测不符。
显然,斥力只在大尺度上(宇观上)起作用,在实验室中无法测定斥力
常数的数值。唯一的办法就是应用斥力定律建立一个宇宙模型,然后,一方
面考查这个模型的合理性和真实性,另一方面验证这个模型所推断出的结论
和预言。如果模型获得成功,就可以规定斥力常数的采用值。
在本书中,研究表明由斥力定律所建立起的宇宙模型得到了观测的证实,
从而解决了许多重大疑难问题。由于斥力只对宏观物体的运动有影响,所以
它只能用来研究星系形成以后的宇宙模型,即后星系宇宙模型。
本文给出了用袖珍程序电算器进行计算的详细数据和方法(这是1984至
1987年的工作)。计算结果以及本书中所采用的符号和单位如
表1所示。
表1 宇宙参数
名 称 |
符 号 | 单 位 |
数值 |
宇宙的平均质量密度 |
r |
10-30 g/cm3 |
1.
75 |
宇宙的质量 |
M |
10-52 kg |
1.
00 |
哈勃常数 |
H |
km/s ·Mpc |
68 |
哈勃常数最大值 |
H
max |
km/s ·Mpc |
85 |
宇宙膨胀系数 |
m |
|
0.
402 |
斥力常数 |
L 0 |
10-88 1/ kg·s2 |
7.
53 |
宇宙常数 |
L |
10-88 1/ kg·s2 |
7.
04 |
宇宙最外层视半径(Z=2.3 ) |
a |
Gpc |
3.
59 |
宇宙初半径(临界距离) |
a 0
|
Gpc |
1.
45 |
最大红移 |
Zmax |
|
5.
78 |
宇宙视膨胀年龄(上限) |
t
e |
10 9 年 |
310 |
视界(观测的极限) |
r
s |
Gpc |
4.
41 |
任意半径 |
r |
Gpc |
|
基本常数的数值采用:
G=6.672×10
-11
牛顿·米2/千克2
( N·m2/kg2
)
c=2.99792458×108
米/秒 (m/s
)
————————————————
* A.S.爱丁顿,《膨胀的宇宙》,曹大同译,商务印书馆,1940年。