宇宙學(xué)原理基礎(chǔ)上的光譜頻移特性研究.pdf

1、宇宙學(xué)原理是大尺度空間均勻性和各向同性的一個(gè)基本假設(shè)，它是現(xiàn)代宇宙學(xué)的基礎(chǔ)。從這一假設(shè)出發(fā)得到的R-W時(shí)空度規(guī)和由此建立的標(biāo)準(zhǔn)宇宙學(xué)模型深化了人們對宇宙宏觀時(shí)空結(jié)構(gòu)的認(rèn)識。然而標(biāo)準(zhǔn)宇宙學(xué)模型在取得極大成功的同時(shí)，也存在著諸多疑難問題。這些問題的解決將促進(jìn)當(dāng)代物理學(xué)和宇宙學(xué)的發(fā)展，對宇宙時(shí)空特性的研究具有很重要的理論價(jià)值。本文先以物質(zhì)均勻分布空間中光量子自由傳播過程為研究對象，討論了光量子波長的變化特性，給出了光量子自由傳播空間距離與光譜

2、紅移之間的關(guān)系，并在此基礎(chǔ)上直接推導(dǎo)出了哈勃紅移公式。再進(jìn)一步從宇宙學(xué)原理、光速不變原理出發(fā)，提出了物質(zhì)均勻分布條件下觀察者同時(shí)接收的光信號集合(對事件集合)的概念，在該信號集合的基礎(chǔ)上建立觀察者的四維時(shí)空參考系，并給出了空間尺度因子的數(shù)學(xué)形式、四維時(shí)空度規(guī)表達(dá)式，同時(shí)給出了該四維時(shí)空參考系中質(zhì)點(diǎn)的一般運(yùn)動形式。研究結(jié)果表明，在宇宙物質(zhì)均勻分布條件下，自由傳播光子能量相對衰減率為常數(shù)，光量子自由傳播空間距離有限，空間尺度因子時(shí)間變化規(guī)律