郁 犁 孫澤信
(1.南京地鐵建設(shè)有限責(zé)任公司 江蘇南京 210000;2.江蘇省地質(zhì)工程勘測(cè)院 江蘇南京 210000)
光速和光線構(gòu)成問題是本文探討的關(guān)鍵問題。本文從邏輯上進(jìn)行探討,數(shù)學(xué)的描摹盡量簡(jiǎn)化。
關(guān)于光速,理論(麥克斯韋電磁理論)和宇宙觀測(cè)(如典型的交食雙星觀測(cè)結(jié)果)表明光速和光源運(yùn)動(dòng)無關(guān),即光的運(yùn)動(dòng)不疊加光源的運(yùn)動(dòng),光速是扣除了所有運(yùn)動(dòng)的凈結(jié)果,其對(duì)應(yīng)的參照系必然沒有運(yùn)動(dòng)或?yàn)榻^對(duì)靜系(見本人《關(guān)于狹義相對(duì)論基本假設(shè)的思考》文章)。對(duì)于動(dòng)系而言如地球的背景輻射的偶極異性(多極異性)和光行差表明動(dòng)系光速可變,前者反映徑向變化;后者反映橫向(當(dāng)然也有其他方向的改變)變化。換言之,背景輻射參照系可視為絕對(duì)靜系,而宇宙中所有星系無論其運(yùn)動(dòng)狀況如何均因光速不疊加其運(yùn)動(dòng)而指向并承認(rèn)和證明該絕對(duì)靜系的存在。同時(shí),星系的絕對(duì)運(yùn)動(dòng)和星系之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)都有了衡量的手段和標(biāo)準(zhǔn),體現(xiàn)出宇宙一統(tǒng)、天地同理的自然、簡(jiǎn)單、和諧局面。隨之而來,愛因斯坦光速不變?cè)碓诶碚摗⑦壿嫼蛯?shí)測(cè)等方面均不成立,不糾纏于狹義相對(duì)論(如果光速不變?cè)沓闪?,在?jīng)典力學(xué)和經(jīng)典電磁學(xué)兩者中選擇符合洛倫茲協(xié)變的經(jīng)典電磁學(xué)而對(duì)經(jīng)典力學(xué)和其對(duì)應(yīng)的伽利略變換進(jìn)行閔可夫斯基時(shí)空修正是必然的、革命性的和可接受的),電動(dòng)力學(xué)參照系不協(xié)變問題值得重新審視。
關(guān)于光線,除非光源和觀察者均絕對(duì)靜止(此時(shí)兩者連線或幾何直線和真實(shí)光線或該線上光子束合二為一),否則真實(shí)光線不是幾何上的直線,而是固定于相對(duì)運(yùn)動(dòng)空間兩點(diǎn)幾何連線上符合該幾何條件的光子束的集合,它是在空間延展成因運(yùn)動(dòng)形成的平面或曲面上一系列光子束的合成。這正是光的絕對(duì)運(yùn)動(dòng)或者相對(duì)宇宙絕對(duì)靜系傳播和星系運(yùn)動(dòng)合成的結(jié)果,也是光行差揭示的真實(shí)事實(shí)(見本人《關(guān)于光線的思考》文章)。
在本文序言的論證和邏輯基礎(chǔ)上,開始探討光線構(gòu)成問題。就宇宙星系本動(dòng)和星系之間因其本動(dòng)產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)而言,光源和觀察者相互關(guān)系復(fù)雜但可以窮盡不同運(yùn)動(dòng)和光線構(gòu)成的關(guān)系。本文討論地球觀測(cè)星光和地球上產(chǎn)生光線(如激光)兩種情況,前者為星系本動(dòng)和地球運(yùn)動(dòng)合成效應(yīng)即光行差情況下的光線構(gòu)成;后者為地球運(yùn)動(dòng)但光源和觀察者無相對(duì)運(yùn)動(dòng)的情況,其中光行差依然決定了光線的構(gòu)成。
地球觀測(cè)太陽、月亮、各行星及其衛(wèi)星(反射太陽光)、比鄰星、銀河系(恒星)、河外星系的光,我們直覺自然地認(rèn)為其發(fā)射的光線是觀測(cè)者和星(系)點(diǎn)光源(對(duì)于較近光源如太陽和月亮的余弦面光源視野范圍內(nèi)的平行光束)連線上的真實(shí)光線。事實(shí)非但和直覺不符,而且因星系本動(dòng)(背景輻射參照系則為絕對(duì)運(yùn)動(dòng))和地球運(yùn)動(dòng)(背景輻射參照系則為絕對(duì)運(yùn)動(dòng))呈現(xiàn)出復(fù)雜的光線構(gòu)成方式。從光行差角度分析,遠(yuǎn)處恒星本動(dòng)將改變其光線(光子束)在背景輻射參照系的空間排列但不影響觀察者觀測(cè),可視為點(diǎn)光源,其到達(dá)地球運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)的光線為平行光線(陣)。地球在該光線陣中穿行,光行差具有普遍性,按觀測(cè)周期和地球運(yùn)動(dòng)形式,可分為周日、周年、繞銀河、絕對(duì)運(yùn)動(dòng)等光行差。本文以布拉德雷地球周年光行差為例討論如下。
地球日地軌道接近垂直方向天龍座伽馬星向該軌道面灑下一族平行光線陣,地球繞日運(yùn)動(dòng)和該星構(gòu)成圓錐面,觀察者在該圓錐面和日地軌道截線(面)上按光行差20.5角秒方向拾取符合條件的光子束。觀察者得到的光線實(shí)際上是上述圓錐面上符合條件的空間光子束,而非宇宙背景輻射參照系中的真實(shí)光線。如果再疊加地球跟隨太陽繞銀河運(yùn)動(dòng),其拾取的是進(jìn)動(dòng)圓錐面上符合100角秒左右的光子束;就地球絕對(duì)運(yùn)動(dòng)其光線是符合進(jìn)動(dòng)圓錐面上符合300角秒左右的光子束??傊?,地球上光線是符合觀測(cè)線的空間光子束的截取或拾取集合。除上述特別情況不同星系真實(shí)光線和地球運(yùn)動(dòng)方向各不相同,但光線構(gòu)成因光行差原因情況一樣,只是光行差角和空間面的對(duì)應(yīng)改變。
上述光行差和地球上獲得星系光線的分析證明了本文序言論述,同時(shí)對(duì)電動(dòng)力學(xué)分析結(jié)果如長(zhǎng)度收縮、宇宙觀測(cè)如光譜等問題產(chǎn)生顛覆性認(rèn)識(shí)(見本文后面分析)。
本文討論激光,見下圖激光器產(chǎn)生的一束激光,該光線只要激光器不動(dòng),光線就不動(dòng);如果激光器動(dòng)則光線隨之搖擺。似乎光線跟隨地球參照系或激光器一起運(yùn)動(dòng),這和光不疊加光源運(yùn)動(dòng)好像不符。事實(shí)上,這正是光行差和光線構(gòu)成問題。
激光器具有光線方向選擇能力,只有符合其諧振腔方向的光線才能被受激放大,這就確定了光的方向只和激光器指向相同;同時(shí),地球運(yùn)動(dòng)使得從激光器發(fā)射的光線不是我們看到真實(shí)現(xiàn)象,該光線同樣是符合激光器運(yùn)動(dòng)面上拾取的符合其幾何條件即沿運(yùn)動(dòng)方向有光行差角的光子束集聚線。探照燈、投影儀等光學(xué)儀器產(chǎn)生的光束均同此理。
推而廣之,就日地體系而言,地球繞日運(yùn)動(dòng)過程中,具有公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)(赤道處自轉(zhuǎn)線速度400米每秒和公轉(zhuǎn)線速度30公里每秒,以公轉(zhuǎn)為主),就公轉(zhuǎn)而言地球穿行于陽光之中其接受和反射的光線符合上述1、2中分析結(jié)論。太陽的光線陣經(jīng)空氣折射和散射后基本以原狀態(tài)進(jìn)入地表并反射、再次折、散射而出。我們從兩個(gè)視角觀測(cè),太空和地表:宏觀上,太陽發(fā)光和地球反光在地球看太陽和太空看地球時(shí)呈現(xiàn)出符合余弦面光源的性質(zhì),太空中可見地球呈現(xiàn)為一顆蔚藍(lán)星球,因而陽光的光線陣在地球構(gòu)成的立體角范圍內(nèi)縱、橫均勻,地球橫切該光線陣并拾取符合觀測(cè)方向宏觀為上述立體角范圍內(nèi)的光子束;地面上,我們看到每一個(gè)陽光燦爛的景觀均為視野范圍內(nèi)符合幾何的透視線上拾取的反射陽光束的集合(截取線不是真實(shí)光線,而是經(jīng)光行差矯正光子束集合),就任一透視線而言,其光線構(gòu)成和上述激光同理。
光行差普遍性具有兩個(gè)特性:一是絕對(duì)運(yùn)動(dòng)系在其運(yùn)動(dòng)方向略除或壓縮了星系光線的空間間隔(橫向空間疊合);二是拾取光線方向和觀測(cè)方向存在光行差角(參照系轉(zhuǎn)動(dòng))。這種橫向和轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)與閔可夫斯基四維時(shí)空推導(dǎo)相對(duì)運(yùn)動(dòng)參照系洛倫茲變換的數(shù)學(xué)機(jī)理一致。
地球上觀測(cè)(拾取)的星系光線是地球(絕對(duì))運(yùn)動(dòng)軌跡線和星系光線(光子束)構(gòu)成的空間面上符合星系和地球連線方向呈光行差角的光子束截取集合,它不是幾何上的線而是空間分布光子束的拾取點(diǎn)的集聚線;地球上任一束光線,無論接收、反射和產(chǎn)生,均非幾何的直線,而是符合幾何條件的光子束拾取和集聚集合。換言之,地球的絕對(duì)運(yùn)動(dòng)在沿其運(yùn)動(dòng)方向壓縮了背景輻射參照系的空間長(zhǎng)度,其和光速比較壓縮了V/C,其空間效應(yīng)就是洛倫茲收縮。然而,這種壓縮不是地球運(yùn)動(dòng)系的真實(shí)收縮,而是地球絕對(duì)運(yùn)動(dòng)沿其運(yùn)動(dòng)方向上的絕對(duì)空間掃描疊合。
對(duì)邁克爾遜莫雷實(shí)驗(yàn)零結(jié)果與光行差現(xiàn)象的矛盾問題,洛倫茲認(rèn)為存在一種物理效應(yīng)即尺子在絕對(duì)靜系以速度v運(yùn)動(dòng)的時(shí)候,會(huì)沿運(yùn)動(dòng)方向有一個(gè)縮短;而與運(yùn)動(dòng)方向相垂直的尺,不產(chǎn)生這一效應(yīng)。洛倫茲提出的收縮效應(yīng)恰好抵消了地球絕對(duì)運(yùn)動(dòng)引起的光程變化,所以干涉條紋不會(huì)有移動(dòng)。
事實(shí)上,按“一(三)”小結(jié)中分析,邁克爾遜莫雷實(shí)驗(yàn)中的光線無論來自星系還是產(chǎn)自地球,其根本特性就是沿運(yùn)動(dòng)方向拾取符合幾何條件的光子束,在截取過程就截除(或壓縮)了沿運(yùn)動(dòng)方向的長(zhǎng)度,其效應(yīng)就是洛倫茲收縮,其結(jié)果就是邁克爾遜莫雷實(shí)驗(yàn)的零結(jié)果。收縮比例就是光速和地球運(yùn)動(dòng)速度矢量差的模量和光速之比即洛倫茲收縮比例。因此沒有也不是空間沿運(yùn)動(dòng)方向的收縮,而是光行差的普遍性或者說光線構(gòu)成恰好抵消了地球絕對(duì)運(yùn)動(dòng)引起的光程變化才導(dǎo)致邁克爾遜莫雷實(shí)驗(yàn)零結(jié)果。事實(shí)上,晶體雙折射實(shí)驗(yàn)也否定了上述洛倫茲收縮。
本文上述論證表明,邁克爾遜莫雷實(shí)驗(yàn)的零結(jié)果正是地球絕對(duì)運(yùn)動(dòng)的描摹。當(dāng)然,知道了光作為電磁波可在絕對(duì)靜止空間自行激發(fā)并脫離光源自行傳播,以太媒介成為多余,但“以太空間”或背景輻射參照系(絕對(duì)靜系)不能絕對(duì)地、教條地、武斷地否定,否則就違背了宇宙觀測(cè)事實(shí)和物理真實(shí)。
光行差的普遍性既是宇宙觀測(cè)事實(shí),又是光只在宇宙背景輻射參照系按C速傳播和地球(包括其他星系)絕對(duì)運(yùn)動(dòng)系(和光運(yùn)動(dòng)合成)光速可變的直接證據(jù)。光速不變?cè)砭褪菑?qiáng)行給每個(gè)動(dòng)系綁定一個(gè)光速參照系并認(rèn)為兩系一體,這種做法既多余又錯(cuò)誤,事實(shí)上,各動(dòng)系均指向唯一的光運(yùn)動(dòng)參照系(背景輻射參照系)。錯(cuò)誤的光速不變?cè)戆磾?shù)學(xué)描摹就是四維時(shí)空類光間隔為零,其結(jié)果就是相對(duì)運(yùn)動(dòng)參照系之間相互認(rèn)為對(duì)方有運(yùn)動(dòng)方向的鐘慢尺縮。
對(duì)于電磁方程不符合相對(duì)運(yùn)動(dòng)參照系伽利略變換問題,有三種觀點(diǎn):其一,麥克斯韋電磁方程只在絕對(duì)靜系成立;其二,麥克斯韋電磁方程和牛頓力學(xué)均應(yīng)符合相對(duì)性原理,伽利略變換和牛頓力學(xué)要修正;其三,麥克斯韋電磁方程不正確,所以不符合相對(duì)性原理。下面逐一分析這三種觀點(diǎn)。
第一種觀點(diǎn):1904年洛倫茲提出了新的坐標(biāo)變換來取代伽利略變換,用這一變換可以推出洛倫茲收縮變換公式,并且麥克斯韋電磁方程組的形式在洛倫茲變換下不變。伽利略變換中的s系和s'系是任意兩個(gè)作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的慣性系,它們的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度v與絕對(duì)空間沒有關(guān)系(但指向絕對(duì)空間)。而洛倫茲變換中的s系不是任意的慣性系,而是一個(gè)特殊的慣性系,是相對(duì)于以太靜止(就是本文的背景輻射參照系),也即絕對(duì)靜止的參考系。s'系相對(duì)于s系的運(yùn)動(dòng)速度v,同時(shí)也就是相對(duì)于以太(背景輻射參照系)的運(yùn)動(dòng)速度,當(dāng)然也就是相對(duì)于絕對(duì)空間的速度。這正是本文序言中論述的邏輯和觀點(diǎn),本文“一、二”中論證了s'系沒有運(yùn)動(dòng)尺縮,當(dāng)然就不會(huì)有鐘慢結(jié)果,s系和s'系也沒有根本差別,對(duì)牛頓力學(xué)由于運(yùn)動(dòng)疊加兩系符合伽利略變換;對(duì)于電磁學(xué)方程由于光速只在s系中為c,表現(xiàn)為麥克斯韋電磁方程組的形式在洛倫茲變換下不變,而這種變換正是光行差和光線構(gòu)成的必然結(jié)果,并非s'系的鐘慢尺縮。
第二種觀點(diǎn):這是狹義相對(duì)論的觀點(diǎn),即各系光速不變和慣性系等價(jià),前者否定絕對(duì)靜系(當(dāng)然也否定了該系時(shí)間);后者指向相對(duì)性原理。本文認(rèn)同慣性系等價(jià),同時(shí)認(rèn)為絕對(duì)靜系只是沒有運(yùn)動(dòng)的慣性系(它不優(yōu)越也不特殊);對(duì)各慣性系光速不變而言,由于光速不疊加任何運(yùn)動(dòng),因而各系均對(duì)應(yīng)各自的絕對(duì)靜系,各絕對(duì)靜系由于沒有運(yùn)動(dòng)本質(zhì)上就是一個(gè)系。本文序言和上述論證均否定了光速不變?cè)恚ɑ蚣僭O(shè)),故狹義相對(duì)論時(shí)空觀及其對(duì)牛頓經(jīng)典動(dòng)力學(xué)的修正結(jié)論值得探討。事實(shí)上,狹義相對(duì)論的兩個(gè)基本原理(或假設(shè))光速不變起主導(dǎo)作用,它通過顛覆時(shí)空觀得出了洛倫茲變換,麥克斯韋方程在該變換下的不變就是必然結(jié)果。然而,洛倫茲變換下的相對(duì)性原理就必然要修改牛頓力學(xué),這種修改是否符合物理事實(shí)成為關(guān)鍵。既然光速不變?cè)聿怀闪⑶疫\(yùn)動(dòng)參照系不存在鐘慢尺縮,四維時(shí)空變換只能在數(shù)學(xué)上保持動(dòng)體電動(dòng)力學(xué)的形式不變而無需對(duì)不符合物理事實(shí)標(biāo)量、矢量和張量進(jìn)行改變。本文認(rèn)為具有慣性的物質(zhì)在任意慣性系中符合伽利略變換才有物理意義,對(duì)動(dòng)體電動(dòng)力學(xué)性質(zhì)要從其是否符合運(yùn)動(dòng)疊加來判斷其是否符合伽利略變換才有探討的必要,否則就是線性空間和線性變換的數(shù)學(xué)游戲,同時(shí)當(dāng)把相對(duì)運(yùn)動(dòng)參照系由于其運(yùn)動(dòng)差引起的空間沿其運(yùn)動(dòng)方向的疊合誤認(rèn)為其相互指認(rèn)的尺縮和借此產(chǎn)生的鐘慢時(shí)(閔可夫斯基四維不變時(shí)空),這種數(shù)學(xué)游戲就偏離了物理本質(zhì),這當(dāng)然是不能接受的。
第三種觀點(diǎn):麥克斯韋電磁方程要重新認(rèn)識(shí)。本文換個(gè)視角來認(rèn)識(shí)相對(duì)性原理,慣性系等價(jià)或者牛頓力學(xué)在一切慣性系中表達(dá)形式相同的本質(zhì)就是慣性定律,其實(shí)質(zhì)就是物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)疊加。光不疊加光源運(yùn)動(dòng),光子靜質(zhì)量為零,其必然只在背景輻射參照系中以c速度傳播;但這不影響其他動(dòng)系光速可變測(cè)量,地球背景輻射的偶極和多極異性正是光速可變的證據(jù)和相對(duì)性原理符合的寫照。不過要格外注意參照系的選擇,對(duì)絕對(duì)時(shí)空觀的否定已經(jīng)變得絕對(duì)化和教條化,以至于只討論相對(duì)運(yùn)動(dòng)的參照系,不承認(rèn)絕對(duì)靜系也就無法就光現(xiàn)象的相對(duì)性原理進(jìn)行闡述。就宇宙觀察而言,背景輻射參照系中光速不變;星系本動(dòng)在此系中就是其絕對(duì)運(yùn)動(dòng),不同星系的不同本動(dòng)構(gòu)成星系間的相對(duì)運(yùn)動(dòng),這些運(yùn)動(dòng)均可由背景輻射的方向異性進(jìn)行測(cè)量,這就構(gòu)成了靜、動(dòng)系中光運(yùn)動(dòng)的伽利略變換一致性。一般地,伽利略變換對(duì)慣性物質(zhì)由于運(yùn)動(dòng)疊加可在任意慣性系中不變;但對(duì)非慣性物質(zhì)如光則要追溯其所在參照系,前者由于有共同的疊加運(yùn)動(dòng)不必溯源;后者沒有共同的疊加運(yùn)動(dòng)需要溯源。
第一種觀點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電動(dòng)力學(xué),洛倫茲的電子論似乎更符合物理事實(shí),應(yīng)當(dāng)研究采信。第二種觀點(diǎn)就時(shí)空扭曲來強(qiáng)行推動(dòng)方程變換形式一致性不可取,導(dǎo)致很多物理量的改變和牛頓力學(xué)修正沒有必要。第三種觀點(diǎn)已在上述論述,經(jīng)典電動(dòng)力學(xué)要區(qū)分其有慣性的量和無慣性的量來確定參照系的選擇和變換的適用性。
總之由于光速不變?cè)聿环侠碚?、邏輯和宇宙觀測(cè),即便該原理導(dǎo)出的洛倫茲變換對(duì)經(jīng)典電動(dòng)力學(xué)適用,也不能在經(jīng)典力學(xué)和經(jīng)典電磁學(xué)中二選一,強(qiáng)行修改絕對(duì)時(shí)空觀和經(jīng)典力學(xué),這種數(shù)學(xué)描摹與物理事實(shí)不符。
本人和孫澤信《關(guān)于地球引力場(chǎng)方向零改變的思考》文章指出,引力場(chǎng)、靜電、磁場(chǎng)均和其慣性物質(zhì)源同步運(yùn)動(dòng);電磁感應(yīng)只在相對(duì)運(yùn)動(dòng)中以凈運(yùn)動(dòng)(運(yùn)動(dòng)差)形式體現(xiàn)。此外,質(zhì)量、介子壽命增加和其凈運(yùn)動(dòng)增加有關(guān);鐘慢和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系應(yīng)為物理變慢,其參照的時(shí)間沒有變慢。光行差、背景輻射偶極和多極異性等均指向和支持本文論證。
在“一”中論述的基礎(chǔ)上,討論星系光譜紅移問題。光譜是光線或一束光(衍射光譜的線光源同理)折射展開的結(jié)果,由于地球上獲取的星系光線是空間光子束的集聚線,它反映的是星系光線陣的空間特性。星系的星光在背景輻射參照系中傳播過程就是其面密度隨傳播距離呈平方反比;其波面任意截線上的線密度隨傳播距離呈反比。地球絕對(duì)運(yùn)動(dòng)除運(yùn)動(dòng)方向外,其獲得的光線均或多或少地沿星光波面拾取符合條件的光子束,由此獲得的光譜體現(xiàn)了星系光線陣的縱、橫向合成效應(yīng)。星系的星光即使縱向不變;其橫向必定隨傳播距離呈正比變得稀疏。在一定范圍內(nèi),橫向稀疏不明顯故不影響拾取光線光譜;超過某個(gè)臨界范圍,星光的縱向分布不足以彌補(bǔ)其橫向間距的不斷擴(kuò)大,拾取光線中光子束排列間距不斷拉大且和距離呈正比增加,其結(jié)果就是光譜紅移不斷加大并和星系與地球距離呈正比增加。這正是哈勃定律揭示的星系觀測(cè)結(jié)果,但其原因似乎不是星系退行或者宇宙紅移。隨星系距離繼續(xù)加大,當(dāng)超過一定范圍,星系光線的拾取變得極其稀疏以至于不能構(gòu)成光線而成像,則該范圍之外的星系將無法觀測(cè),該范圍似乎又構(gòu)成了和宇宙年齡無關(guān)的視界(該視界不會(huì)隨宇宙年齡增加而擴(kuò)大,并且每個(gè)星系均有自己的視界)。視界之外的星系(假設(shè)其空間分布和視界之內(nèi)一致且在宇觀上均勻)的星光如在宇宙年齡范圍內(nèi)將以各向同性的背景輻射的方式到達(dá)地球(除我們測(cè)得的微波背景輻射外,似乎還應(yīng)有某波段以外的連續(xù)波長(zhǎng)的背景輻射)。
上述討論和初步結(jié)論恐難被學(xué)界認(rèn)同,需進(jìn)行實(shí)證,本文提出如下思路:
如光譜紅移是宇宙膨脹引起,則任意星系的紅移量會(huì)隨其退行量增大而增大,可對(duì)照歷史星系光譜型和當(dāng)今觀測(cè),在可對(duì)照的歷史跨度下,分析其光譜有無變化(在宇宙紅移提出100年的跨度內(nèi)這種變化可能無法觀測(cè))。
由于地球的絕對(duì)運(yùn)動(dòng),沿其運(yùn)動(dòng)方向不同的觀測(cè)方位光線的拾取密度不同。沿地球絕對(duì)運(yùn)動(dòng)垂直方向光線拾取密度正切而稀疏影響最小;隨斜切角不斷增大或者和地球絕對(duì)運(yùn)動(dòng)方向不斷靠近光線拾取密度不斷稀疏;在地球的絕對(duì)運(yùn)動(dòng)方向上要么無光線拾取要么拾取同一光線。如宇觀范圍內(nèi)星系分布大致各向同性,則地球上可觀測(cè)的同等距離范圍內(nèi)的星系在其絕對(duì)運(yùn)動(dòng)方向上要比垂直方向上少。這可以由宇宙巡天資料得到證實(shí)。同時(shí),同等距離范圍內(nèi)星系光譜紅移程度在靠近地球絕對(duì)運(yùn)動(dòng)方向應(yīng)比其垂直方向強(qiáng),這也是可統(tǒng)計(jì)證實(shí)的宇宙觀測(cè)事實(shí)。
另外,可通過既有確定的星系距離、視星等(絕對(duì)星等)、光度學(xué)分析驗(yàn)證光譜紅移和距離的幾何關(guān)系,從而證明本文光線構(gòu)成和光譜紅移的關(guān)系,同時(shí)可幾何地、解析地、物理地給出哈勃常數(shù)(紅移距離比而非退行速度距離比)。
地球上獲得和產(chǎn)生的光線是地球絕對(duì)運(yùn)動(dòng)和絕對(duì)靜止空間真實(shí)光線陣合成拾取的空間光子束符合幾何條件的集聚線,這是光行差普遍性的結(jié)果。
洛倫茲收縮是地球絕對(duì)運(yùn)動(dòng)沿其運(yùn)動(dòng)方向按V/C截?。▔嚎s)絕對(duì)靜止空間長(zhǎng)度的結(jié)果,不是地球絕對(duì)運(yùn)動(dòng)參照系的真實(shí)收縮,也沒有該系的時(shí)間膨脹,推而廣之,這是參照系相對(duì)運(yùn)動(dòng)差引起的共有空間疊合。愛因斯坦光速不變?cè)聿怀闪?,其鐘慢尺縮的洛倫茲變換不是物理真實(shí),電動(dòng)力學(xué)的相對(duì)性原理符合性要按洛倫茲經(jīng)典電子論觀點(diǎn)理解。
只要星系光譜紅移不隨時(shí)間增加,則宇宙膨脹至少不在觀測(cè)階段存在。