論哈勃常數(shù)及其宇宙時(shí)空的觀測(cè)界限

沈乘宇

自從1929年哈勃發(fā)現(xiàn)天體間星系恒相遠(yuǎn)離的現(xiàn)象后，對(duì)于宇宙在膨脹且始于一點(diǎn)中心源于一次的宇宙大爆炸理論學(xué)說(shuō)得以形成，又由于宇宙物質(zhì)存在年齡以及微波背景輻射的發(fā)現(xiàn)，從而又使這一理論學(xué)說(shuō)得到進(jìn)一步的支持，因此人們?cè)谡J(rèn)同這一宇宙學(xué)說(shuō)的同時(shí)，就已經(jīng)基于哈勃常數(shù)作為各種宇宙參數(shù)的計(jì)算依據(jù)，我們可以從現(xiàn)代多種天文書(shū)刊資料中看到，人們所采信的宇宙年齡，星系的退行速度以及觀測(cè)距離甚至于宇宙物質(zhì)密度等參數(shù)都無(wú)不與哈勃常數(shù)直接關(guān)聯(lián)，哈勃常數(shù)事實(shí)上已經(jīng)成為大爆炸宇宙學(xué)說(shuō)的理論原由和計(jì)算基礎(chǔ)。盡管在過(guò)去的數(shù)十年中，哈勃常數(shù)曾有很大的誤差并作過(guò)多次修正，也盡管90年代初大爆炸宇宙理論出現(xiàn)過(guò)“宇宙年齡危機(jī)”（即宇宙年齡小于遙遠(yuǎn)星系觀測(cè)光年的矛盾）等的問(wèn)題，但人們始終沒(méi)有改變對(duì)哈勃常數(shù)的信念和應(yīng)用，尤其在其他宇宙理論尚未有新的研究成果以前這一常數(shù)只能成為宇宙唯一的解。

然而，哈勃常數(shù)的應(yīng)甪畢竟是局限在人類測(cè)量手段所能到達(dá)的最大范圍內(nèi)，在這個(gè)范圍內(nèi)我們暫且不去考慮哈勃常數(shù)的正確性以及測(cè)量結(jié)果的精度如何，而首先應(yīng)該考慮的是，在這個(gè)較小的范圍內(nèi)星系團(tuán)（或星系群）內(nèi)部與鄰近星系團(tuán)（星系群）之間存在的引力影響，這個(gè)引力影響因素肯定不涉及大爆炸宇宙的遙遠(yuǎn)天體，也就是說(shuō)基于哈勃常數(shù)所計(jì)算的宇宙參數(shù)與遙遠(yuǎn)星系不一定有關(guān)，即不一定適用于整個(gè)宇宙空間或成為宇宙起源真正的解，由哈勃常數(shù)計(jì)算的結(jié)果引起了宇宙年齡與遙遠(yuǎn)星系年齡之間的矛盾問(wèn)題就充分說(shuō)明了這一點(diǎn)。

宇宙年齡與星系年齡相矛盾是一個(gè)低級(jí)簡(jiǎn)單的問(wèn)題，這個(gè)問(wèn)題早在哈勃常數(shù)應(yīng)用不久就已經(jīng)存在，讀者可以從90年代以前的天文科學(xué)書(shū)刊和資料中都可看到類似的信息報(bào)道和記載，如某某科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了離地球200億光年的星系，或者發(fā)現(xiàn)了150億光年的類星體等等。對(duì)于這些發(fā)現(xiàn)只要有一點(diǎn)物理常識(shí)的人（不必有很多天文知識(shí)）認(rèn)真分析一下就會(huì)認(rèn)為這是根本不可能的事。這個(gè)非常淺顯低級(jí)的問(wèn)題，讀者可以從以下很簡(jiǎn)單的說(shuō)明得到理解：

人們通常宣稱發(fā)現(xiàn)200億光年（或更遠(yuǎn)現(xiàn)以200億光年為例）以遠(yuǎn)的星系的說(shuō)法都同時(shí)具有三個(gè)含義；一是被觀測(cè)到的（或被看到的）光信號(hào)在太空中存在并行走了200億年的時(shí)間；二是發(fā)光星系至少產(chǎn)生于200億年前；三是該星系發(fā)出被觀測(cè)光信號(hào)當(dāng)時(shí)的位置與現(xiàn)地球的距離有200億光年的尺度。現(xiàn)在我們把這三個(gè)含義與宇宙大爆炸論聯(lián)系起來(lái)分析：宇宙大爆炸大約發(fā)生在150億年前左右，也就是說(shuō)所有星系150億年前還共處一點(diǎn)尚未分離，或者是說(shuō)地球150億年前與任何星系的距離為零，大爆炸后星系開(kāi)始分離，但由于星系的分離膨脹以及星系光信號(hào)傳遞到地球時(shí)間的滯后，總使得我們所觀測(cè)到的星系并不是觀測(cè)時(shí)的星系，而是若干年前的星系，所觀測(cè)到的距離不是星系的實(shí)際距離，而是觀測(cè)距離，這點(diǎn)人們都很清楚也是這樣認(rèn)為的，只是人們沒(méi)有注意到的是，所發(fā)現(xiàn)的星系逾遠(yuǎn)，其光年數(shù)逾大，光年數(shù)逾大則該星系發(fā)出光信號(hào)時(shí)的年齡逾小，同時(shí)也說(shuō)明它當(dāng)時(shí)離大爆炸分離始點(diǎn)逾近，它離大爆炸分離中心逾近反而說(shuō)明離我們地球逾近。以人們發(fā)現(xiàn)遙遠(yuǎn)的150億光年星系（更不用說(shuō)比150億光年更遠(yuǎn)的星系了）為例，這個(gè)星系被發(fā)現(xiàn)的當(dāng)時(shí)位置應(yīng)該就在大爆炸分離始點(diǎn)附近，不用說(shuō)150億年前地球的所在位置以及當(dāng)時(shí)地球與該星系的距離為何，讀者己可想而知，現(xiàn)我們暫不追究這些問(wèn)題，而是首先分析現(xiàn)今地球與150億年前的星系（指大爆炸宇宙論所設(shè)立的星系）距離是怎樣一種概念。

請(qǐng)讀者注意這樣一個(gè)簡(jiǎn)單道理，即假設(shè)大爆炸時(shí)地球與所有星系的膨脹分離速度為光速，并且現(xiàn)今地球的位置就處在宇宙的邊緣上，而現(xiàn)今地球與大爆炸分離始點(diǎn)的距離也不超過(guò)75億光年，也就是說(shuō)現(xiàn)今地球與150億年前任何一個(gè)遙遠(yuǎn)星系的視向距離都不能超過(guò)75億光年，75億光年是現(xiàn)今人類的可觀測(cè)極限，這個(gè)極限值還必須是假設(shè)地球與星系的分離為光速，否則人類可觀測(cè)的最大距離還要小。

其實(shí)地球與星系的分離時(shí)間也正是大爆炸宇宙的年齡，而很多人卻相信觀測(cè)到了宇宙年齡數(shù)光年以遠(yuǎn)的天體，這是幼稚可笑的，因?yàn)橛^測(cè)星系距離光年數(shù)也僅是光行時(shí)間，而地球與星系分離的更多時(shí)間被忽略了。我們必須認(rèn)為，大爆炸宇宙年齡與遙遠(yuǎn)星系觀測(cè)距離（或稱為觀測(cè)年齡）是不能隨意可定的，而必須是由簡(jiǎn)單的光學(xué)傳播速度和發(fā)生時(shí)間參數(shù)確定的，這是一個(gè)硬道理。正如我們?cè)谝魳?lè)廳聽(tīng)音樂(lè)一樣，當(dāng)我們?cè)谇芭艜r(shí)可能只能聽(tīng)到音樂(lè)在a秒前發(fā)出的音樂(lè)，而當(dāng)我們?cè)诤笈艜r(shí)則可能只能聽(tīng)到b秒前時(shí)發(fā)出的音樂(lè)，兩位置之間的聽(tīng)覺(jué)時(shí)間關(guān)系是由聲音的傳播速度和視聽(tīng)距離確定的，與我們的聽(tīng)覺(jué)本領(lǐng)以及聲音強(qiáng)弱完全無(wú)關(guān)。這個(gè)道理也正好解釋，我們可以觀測(cè)到150億年前的星系，但不可以觀測(cè)到75億光年以遠(yuǎn)的星系，150億年前星系所發(fā)出的光信號(hào)早在75億年前就已經(jīng)超越地球，而只能被人類的祖先所看到，而現(xiàn)今人類是不能觀測(cè)得到的，這與人類的觀測(cè)能力和星光的強(qiáng)弱毫無(wú)關(guān)系。人們往往對(duì)這個(gè)很基本的物理問(wèn)題模糊不清，這種錯(cuò)覺(jué)導(dǎo)致了宇宙年齡與星系觀測(cè)年齡（觀測(cè)距離）之間的矛盾和危機(jī)。

在“宇宙年齡危機(jī)”出現(xiàn)后，人們開(kāi)始意識(shí)到遙遠(yuǎn)星系的視向觀測(cè)光年數(shù)（以下簡(jiǎn)稱觀測(cè)年齡）大于宇宙年齡數(shù)是一個(gè)嚴(yán)重矛盾問(wèn)題，但還是不知道問(wèn)題嚴(yán)重到何種程度，也找不到問(wèn)題的根源。為了彌補(bǔ)“宇宙年齡危機(jī)”這個(gè)理論上的漏洞，人們用增大宇宙年齡數(shù)（由原來(lái)的120億年增大到150億年左右）和縮小遙遠(yuǎn)星系觀測(cè)年齡數(shù)（由原來(lái)最遠(yuǎn)的200億光年縮小到140億光年或宇宙年齡的8%左右的光年數(shù)）的人為調(diào)整方法來(lái)達(dá)到解決矛盾的目的，1997年以后，人們認(rèn)為這樣的調(diào)整已奏效，矛盾和問(wèn)題已不復(fù)存在。然而，人們的結(jié)論可能過(guò)于輕率，因?yàn)橛钪婺挲g與遙遠(yuǎn)星系觀測(cè)年齡之間的矛盾不止是大小多少的問(wèn)題，而是宏觀天體的基本物理運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題和邏輯規(guī)律的問(wèn)題，人們不可能通過(guò)簡(jiǎn)單粗俗的手段來(lái)獲得解決，依據(jù)不足的表面調(diào)整只能隱藏更深的矛盾和產(chǎn)生更大的誤區(qū)。

實(shí)際上大爆炸宇宙年齡以及遙遠(yuǎn)星系年齡的問(wèn)題是大爆炸宇宙論的原始和根本性問(wèn)題，這關(guān)系到與大爆炸宇宙的誕生時(shí)間、邊界范圍、宇宙物質(zhì)密度以及宇宙開(kāi)放等新理念的吻合，如果連這個(gè)簡(jiǎn)單基本的問(wèn)題也解釋不清，那么始于一次和源于一點(diǎn)的大爆炸宇宙理論是難以置信的。

既然哈勃常數(shù)是大爆炸宇宙的基本理論，而它所存在的問(wèn)題又是那樣的顯而易見(jiàn)，所以審視和論證大爆炸宇宙理論我們將從哈勃常數(shù)開(kāi)始。我們除了在本文中運(yùn)用簡(jiǎn)單的數(shù)理原理給予哈勃常數(shù)存在的問(wèn)題討論分析外，我們也還將在下篇文章《論大爆炸宇宙學(xué)說(shuō)及其模型》中全面論述大爆炸宇宙學(xué)說(shuō)，以證明該學(xué)說(shuō)各種證據(jù)的可能性和正確性。

一、大爆炸宇宙模型及基本原理

為了盡快引起讀者對(duì)本文的關(guān)注和興趣，在正式進(jìn)入討論主題之前，我們首先將本文分析討論所得到的最后結(jié)果告知讀者如下：

*宇宙年齡與遙遠(yuǎn)星系觀測(cè)年齡之間的矛盾產(chǎn)生根源在于哈勃常數(shù)本身物理邏輯上的錯(cuò)誤。

*哈勃常數(shù)與宇宙大爆炸無(wú)關(guān)，哈勃常數(shù)與哈勃定律是不能同一而論相互矛盾的兩個(gè)概念。

*星系的視向距離與視向速度沒(méi)有必然的線性正比關(guān)系，除非宇宙大爆炸理論不成立，否則宇宙就不可能有哈勃常數(shù)各向同性的現(xiàn)象存在。

*如果宇宙來(lái)自大爆炸，那么人類的最大觀測(cè)半徑小于宇宙年齡數(shù)的三分之一。

*如果宇宙大爆炸理論成立，那么宇宙的膨脹以及星系的分布一定是各向不同性的和不可能對(duì)稱的，這一模型理論與實(shí)際觀測(cè)相矛盾。

以上所給出的結(jié)果實(shí)際上也是本文需要論證的命題，為使讀者很順暢地讀解這些命題的論證過(guò)程，我們先從大爆炸宇宙論的基本論點(diǎn)談起。

大爆炸宇宙論的基本理念是：我們的宇宙（時(shí)間與空間）起源一次且始于一點(diǎn)的宇宙大爆炸，無(wú)窮小的宇宙時(shí)空從這一點(diǎn)開(kāi)始膨脹，密度無(wú)窮大的宇宙物質(zhì)也從這一點(diǎn)開(kāi)始相互分離和高速（近光速）退行，宇宙大爆炸后，所有物質(zhì)仍然具有巨大的能量，這些能量產(chǎn)生巨大的膨脹力不斷加速宇宙物質(zhì)和時(shí)空的膨脹，從大爆炸理論上分析，星系物質(zhì)的能量對(duì)宇宙的加速膨脹作用力完全可能持續(xù)至今。此外物質(zhì)巨大的質(zhì)量也產(chǎn)生了巨大的慣性力，能量的膨脹力和質(zhì)量的慣性力是所有宇宙物質(zhì)引力的反向不平衡力，即是大爆炸宇宙星系物質(zhì)保持分離狀態(tài)的動(dòng)力。

大爆炸論對(duì)宇宙狀態(tài)的描述是：宇宙物質(zhì)在大尺度的空間分布是基本均勻的，如圖（1）所示為膨脹中宇宙的一個(gè)截面，黑點(diǎn)代表膨脹著的星系物質(zhì)，這些星系物質(zhì)在能量膨脹力和質(zhì)量慣性力的作用下沿著各自的方向向宇宙外圍膨脹，圖（1）是我們?cè)诖蟊ㄓ钪嬲摰挠嘘P(guān)書(shū)刊資料上摘錄下來(lái)的，我們認(rèn)為這種膨脹宇宙模型的描述與始于一點(diǎn)大爆炸宇宙論的原理是吻合的。但有些宇宙膨脹論學(xué)者為了解釋宇宙物質(zhì)分布各向同性的觀測(cè)現(xiàn)象，認(rèn)為宇宙的膨脹是無(wú)中心的空間膨脹，即宇宙星系物質(zhì)的膨脹是托在空間上的膨脹，而且是縱橫方向平行地膨脹，我們認(rèn)為，這些無(wú)中心的宇宙膨脹觀點(diǎn)及模型與圖（1）的大爆炸模型原理上是有差異的，即與始于一點(diǎn)的大爆炸宇宙理論是相矛盾的，首先，如果宇宙的膨脹是空間托著星系的膨脹，那么所有星系的膨脹速率都應(yīng)是一致的，但這與“離我們逾遠(yuǎn)星系速率越大”的哈勃定律相矛盾；其次，如果把宇宙的膨脹解釋為縱橫平行無(wú)中心的空間膨脹，那么各星系的運(yùn)動(dòng)方向線并不是相對(duì)于一點(diǎn)，而是相對(duì)于無(wú)窮多點(diǎn)，這從運(yùn)動(dòng)速度合成的幾何分析數(shù)學(xué)上理解，無(wú)數(shù)多個(gè)宇宙星系的膨脹運(yùn)動(dòng)方向線是相交于多點(diǎn)的，有相交就有相碰，宇宙的膨脹根本無(wú)法像現(xiàn)實(shí)的情形進(jìn)行下去，宇宙將會(huì)大亂，充滿碰撞。以此推理，宇宙的膨脹無(wú)論是空間的膨脹還是物質(zhì)本身的膨脹，膨脹方向線只能相對(duì)于一個(gè)中心指向多個(gè)方向，否則就不可能！再具體一點(diǎn)說(shuō)，所謂宇宙膨脹是指由密向疏的膨脹，要使宇宙有序膨脹（即星系互不碰撞的宇宙膨脹）就必須具備兩大重要原則： l、所有星系的膨脹必須是相對(duì)一個(gè)中心指向多個(gè)方向；2、膨脹速率只能是前快后慢，密度必須是前疏后密，即速率和密度各向不同性。這一特性與停在路口等綠燈的汽車隊(duì)通過(guò)路口的展開(kāi)運(yùn)動(dòng)道理是一樣的，必須是前快后慢、前疏后密，否則就是平移運(yùn)動(dòng)而不是展開(kāi)運(yùn)動(dòng)了！這兩大原則是最基本的運(yùn)動(dòng)學(xué)和幾何數(shù)學(xué)邏輯，違反這一邏輯將不可能。

由于大爆炸宇宙模型采用具體宏觀的物理證據(jù)，例如大爆炸中心、時(shí)間開(kāi)始、視距離、離子狀態(tài)、溫度、星系膨脹速率、光譜紅移、微波背景輻射、大爆炸余熱，等等，因比我們也只能認(rèn)為宇宙大爆炸是具體有理的事件，而不是捉摸不定的抽象無(wú)理的事件。

有些宇宙膨脹論學(xué)者不樂(lè)意用具體形象的模型和事物去描述宇宙大爆炸的膨脹，而是試圖用更抽象的概念去解釋宇宙的膨脹運(yùn)動(dòng)，這些觀點(diǎn)有別于具體的大爆炸宇宙學(xué)說(shuō)，但這些觀點(diǎn)勢(shì)必要否決所有的宏觀和具體的證據(jù)，也包括微波背景輻射和哈勃常數(shù)，顯然毫無(wú)實(shí)質(zhì)性意義，只可能造成大爆炸宇宙學(xué)說(shuō)的模糊混亂。為使我們本篇和下篇文章的論證合乎規(guī)則，也為使大爆炸宇宙理論不至于變成一個(gè)飄浮不定或混賬狡辯的理論，我們必須依據(jù)現(xiàn)有的大爆炸理論明確如下定義：

1、宇宙始于一次和源一點(diǎn)的大爆炸是具體事件，而不是抽象事件，大爆炸中心是大爆炸宇宙的唯一始點(diǎn)；

2、大爆炸宇宙理論所采用的星系分離運(yùn)動(dòng)、分離時(shí)間、光波波長(zhǎng)紅移量、大爆炸宇宙年齡、哈勃常數(shù)、溫度、大爆炸宇宙余熱、微波背景輻射、星系物質(zhì)、等是具體的有理概念，而不是抽象的無(wú)理概念。

我們將在本文從基本的數(shù)理原理和邏輯上論證大爆炸宇宙的年齡及哈勃常數(shù)。

二、論證步驟

（一）等效坐標(biāo)系及函數(shù)關(guān)系的建立

假設(shè)我們?cè)谕ㄟ^(guò)瞬間觀測(cè)星系點(diǎn)與地球的連線上建立一個(gè)只有X軸的坐標(biāo)系，坐標(biāo)系上的地球與參考星系（或瞬間觀測(cè)星系）相對(duì)于坐標(biāo)系作相互分離（退行）運(yùn)動(dòng)，坐標(biāo)系相對(duì)于宇宙空間的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與坐標(biāo)系上質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)。實(shí)際上這樣一個(gè)瞬時(shí)等效坐標(biāo)系也稱為相對(duì)坐標(biāo)系，為簡(jiǎn)便我們還是稱為S坐標(biāo)系，如圖（2）所示，它的說(shuō)明如下：

X軸

X軸是過(guò)地球A點(diǎn)和參考星系（或瞬間觀測(cè)星系）B1點(diǎn)的連線或延長(zhǎng)線上所設(shè)立的一條S系坐標(biāo)軸。AB1直聯(lián)線是人類觀測(cè)星系B1的視向線，沿著這條視向線我們始終都能觀測(cè)到a年前的星系B1，并且始終都能觀測(cè)到星系退行速度V（或叫分離速度）在這條線上的變化，所以把S系的X軸設(shè)在AB1直線或延長(zhǎng)線上是恰當(dāng)?shù)?。由于我們只考慮三個(gè)參數(shù)（星系視向分離速度V和分離總時(shí)間K以及光傳時(shí)間a）在S系X軸上發(fā)生的變化量，所以Y軸無(wú)需設(shè)立，S系實(shí)際也只是有X軸的坐標(biāo)系，這對(duì)我們建立函數(shù)關(guān)系更為有利。

B1點(diǎn)

宇宙大爆炸后，由于宇宙膨脹星系B與地球的分離以及光信號(hào)傳播時(shí)間的滯后，這使得我們?cè)诘厍駻上觀測(cè)參考星系B時(shí)，總是只能看到它在a年前所發(fā)出的光信號(hào)，以及它以視向退行速度V遠(yuǎn)離地球，所以我們把B1點(diǎn)稱為a年前參考星系B的所在位置點(diǎn)，又稱為星系B的曾在坐標(biāo)點(diǎn)，同時(shí)B1點(diǎn)又是我們觀測(cè)星系B時(shí)的相對(duì)瞬時(shí)靜止點(diǎn)，作為X軸的坐標(biāo)原點(diǎn)。

A點(diǎn)

A點(diǎn)為地球觀測(cè)位置點(diǎn)，（一般稱為觀測(cè)位置點(diǎn)），我們正是在這點(diǎn)上觀測(cè)到星系B沿著X軸方向以視向退行速度V（或叫分離速度）遠(yuǎn)離而去，以及根據(jù)星系B在X軸方向上的速度、距離和時(shí)間的相應(yīng)變化，虛擬地球A和參考星系各個(gè)時(shí)期所在X軸上的等效坐標(biāo)位置點(diǎn)。A點(diǎn)和B1點(diǎn)的觀測(cè)距離為AB1=a.C（a為星系B在B1點(diǎn)時(shí)的光信號(hào)到達(dá)觀測(cè)者位置的時(shí)間，C為光速）。aC也為視向距離。由于S系X軸始終設(shè)在AB1連線上，所以這一距離既是觀測(cè)距離又是這一距離在X軸上的等效距離。

A1點(diǎn)

當(dāng)星系B在a年前的B1點(diǎn)發(fā)出被觀測(cè)光信號(hào)時(shí)，如果我們假定地球A在X軸上相對(duì)于B1點(diǎn)的分離速度為VA（視向退行速度V=VA+VB）時(shí)，那么a年前地球在X軸上的等效位置A1點(diǎn)與現(xiàn)地球A點(diǎn)的等效距離應(yīng)為：AA1=VA.a，即A1點(diǎn)為a年前地球A在X軸上的假想等效點(diǎn)。

B點(diǎn)

當(dāng)我們?cè)诘厍駻上觀測(cè)星系B的時(shí)候，卻無(wú)法知道星系B在宇宙空間的真實(shí)方位以及它與地球A的實(shí)際距離，但我們可以假想它沿著X軸方向（即視線方向）以視向退行速度V與地球A相分離，現(xiàn)位于X軸上B點(diǎn)，它在X軸上與地球A的等效距離為AB=K.V（K為大爆炸宇宙從始至今的分離時(shí)間，K也等于大爆炸宇宙年齡T）， B與B1點(diǎn)的等效距離應(yīng)為B1B=a.VB。式中VB為星系B相對(duì)于B1點(diǎn)在X軸方向上的分離速度，它與VA和V之間的關(guān)系是：V=VA+VB。請(qǐng)讀者特別注意AB=K.V為星系B與地球A在宇宙分離時(shí)間K內(nèi)相互分離所產(chǎn)生的X軸等效距離，這一假想的等效距離理論上不等于地球A與星系B的實(shí)際距離。而B(niǎo)1B=a.VB為星系B于a年前與B1點(diǎn)相互分離所產(chǎn)生的X軸方向上的等效距離，與實(shí)際距離不可等同。

可見(jiàn)以數(shù)理函數(shù)關(guān)系得出的大爆炸的極限宇宙年齡與極限星系年齡不相等，而是相差幾乎2倍！這是個(gè)違反事物邏輯的矛盾結(jié)果！除非星系系退行速度VB為無(wú)窮大，在（6）式（7）中才可能有K =a.，但這又是不可能發(fā)生的事！這就肯定地說(shuō)，在星系主動(dòng)退行遠(yuǎn)離地球的大爆炸宇宙中，哈勃常數(shù)不成立。

K=a，即大爆炸宇宙時(shí)間等于被觀測(cè)星系年齡！從兩者的時(shí)間與年齡上看是吻合的！這即是說(shuō)大爆炸宇宙的哈勃常數(shù)理論是在地球主動(dòng)遠(yuǎn)離宇宙星系時(shí)才可能得到的結(jié)果！

然而這又是矛盾的，因?yàn)樵诖蟊ㄓ钪嬷?，不可能都是地球（銀河系）主動(dòng)遠(yuǎn)離星系，也不可能都是星系主動(dòng)遠(yuǎn)離地球，而應(yīng)該是兩種可能都存在！既然兩種可能都存在，那么地球觀測(cè)者對(duì)星系的觀測(cè)結(jié)果（主要是光波波長(zhǎng)）就應(yīng)該是不一樣的。也就是說(shuō)，即使觀測(cè)者所觀測(cè)的兩個(gè)星系距離相同（一般指方向不同的星系），退行速度也相同，但由于兩個(gè)被觀測(cè)星系的退行主動(dòng)性不一樣，因此所觀測(cè)的其它參數(shù)（如光波波長(zhǎng)和相對(duì)的時(shí)間）是不可能對(duì)應(yīng)的。

從相對(duì)論的觀點(diǎn)看，哈勃常數(shù)存在兩大失誤問(wèn)題：一是在理論上是把大爆炸宇宙所有星系的退行分離歸結(jié)為星系主動(dòng)的退行分離，而并沒(méi)有考慮地球相對(duì)星系的主動(dòng)退行分離，但哈勃常數(shù)所給出的函數(shù)關(guān)系卻是地球主動(dòng)遠(yuǎn)離星系的線性關(guān)系，而不是星系遠(yuǎn)離地球的函數(shù)關(guān)系；二是在大爆炸宇宙中，沒(méi)有主動(dòng)分離和被動(dòng)分離的坐標(biāo)函數(shù)差異，只是一種簡(jiǎn)單的數(shù)理算式，一點(diǎn)抽象性也沒(méi)有，這與大爆炸宇宙本身作為抽象的理論是相悖的，甚至與宏觀的物理學(xué)理論都是矛盾的。

三、大爆炸宇宙的最大觀測(cè)距離

在以上關(guān)系式中，當(dāng)我們令V和VB趨向于宇宙極度（光速）時(shí)，就會(huì)得到K和a的極大值和極小值，但由于宇宙大爆炸模型所表示的并不只是地球（或銀河系）與星系的分離，而是星系與地球、地球與星系的分離，因此，以上關(guān)系式不能假設(shè)V和VB趨向于光速C，而且VA+VB也不可能趨向于光速C，只可能有V1十V2趨向于光速C（V1為地球觀測(cè)者相對(duì)某一方向某一個(gè)星系的視向分離速度，V2為相反方向某一星系相對(duì)地球的視向分離速度）。因此在以上關(guān)系式中，要真正找到a和K之間的關(guān)系并求得極值解，我們還必須設(shè)法消除以上關(guān)系式中未知的VA和VB，要做到這一點(diǎn)，我們至少要建立兩個(gè)星系以上的聯(lián)立參數(shù)方程，才可能得到的最終答案。

我們應(yīng)當(dāng)認(rèn)為，地球隨著宇宙的膨脹而必須朝某一方向運(yùn)動(dòng)，有可能走在一些星系的前面、或后面，有可能順著星系的光信號(hào)方向（即觀測(cè)者在地球上觀測(cè)到的星系光信號(hào)）而行，也有可能逆著星系的光信號(hào)方向而行，而我們?cè)趫D（2）S系中假設(shè)星系B與地球A相對(duì)反向退行遠(yuǎn)離，這僅是宇宙膨脹運(yùn)動(dòng)的一種情形，此外也還會(huì)有另外兩種情形：

一種情形是在下圖（3a）中，星系C與地球A運(yùn)動(dòng)方向相同，但星系在遠(yuǎn)離地球而去，而地球則在尾追星系，這時(shí)星系C的光信號(hào)方向與地球的運(yùn)動(dòng)方向相逆：

另一種情形是在下圖（3b）中，星系D與地球A運(yùn)動(dòng)方向相同，但地球在遠(yuǎn)離星系，而星系則在尾追地球，這時(shí)星系D的光信號(hào)方向與地球的運(yùn)動(dòng)方向相同。

從理論上說(shuō)，無(wú)論以上那一種情形的宇宙函數(shù)關(guān)系應(yīng)都是一致的，或者說(shuō)星系之間的分離時(shí)間K（或大爆炸宇宙年齡T）相對(duì)于所有星系的視向速度、視向距離等函數(shù)關(guān)系是不變的。根據(jù)這一設(shè)想，我們將在下圖（3）中找到與圖（2）對(duì)應(yīng)的函數(shù)聯(lián)立關(guān)系式。

（10）式和（11）式充分說(shuō)明，如果宇宙來(lái)自大爆炸，那么人類最遠(yuǎn)的觀測(cè)距離與最小的宇宙年齡是相互對(duì)應(yīng)的，如當(dāng)人們認(rèn)為宇宙年齡為150億年時(shí)，即使大爆炸宇宙以光速C膨脹，人類也至多能看到50億光年以近的星系。如大爆炸宇宙的膨脹速度達(dá)不到光速（我們將在第三篇文章《宇宙力與宇宙模型》中證明任何物質(zhì)都不可能達(dá)到和超越光速），那么人類的最遠(yuǎn)觀測(cè)距離還要小，這與人類的觀測(cè)手段和光信號(hào)的強(qiáng)度毫無(wú)關(guān)系，而是與大爆炸宇宙膨脹運(yùn)動(dòng)和光信號(hào)傳播的速度有關(guān)。人們所謂觀測(cè)到了150億或200億光年更遠(yuǎn)的星系的說(shuō)法是毫無(wú)根據(jù)的，除非大爆炸宇宙年齡超過(guò)150億年的三倍以上。其實(shí)人們發(fā)現(xiàn)遙遠(yuǎn)的星系距離并不來(lái)自于觀測(cè)或測(cè)量，而是來(lái)自于以哈勃常數(shù)作為唯一依據(jù)的計(jì)算，這是問(wèn)題的所在，為了徹底證明哈勃常數(shù)的錯(cuò)誤性我們還須在以下討論大爆炸宇宙膨脹星系的各向同性問(wèn)題。

四、大爆炸宇宙是否各向同性的證明

根據(jù)哈勃常數(shù)“離地球逾遠(yuǎn)的星系退行速度逾快”的邏輯推理，結(jié)果是離地球逾近星系物質(zhì)密度逾大，逾遠(yuǎn)星系密度逾疏，并且是各向同性的或?qū)ΨQ的。這一結(jié)果實(shí)際上是涉及到兩個(gè)意義，一是膨脹星系的速率或星系的密度相對(duì)地球的分布是由近致遠(yuǎn)增大或減小的，二是這種分布相對(duì)地球是各向同性的或?qū)ΨQ的。如果單從某一意義上理解，我們不會(huì)發(fā)現(xiàn)哈勃常數(shù)任何問(wèn)題，但如果將兩種意義聯(lián)系起來(lái)理解就會(huì)發(fā)現(xiàn)，大爆炸宇宙的中心就只能是地球，而不能是其它地方，并且地球相對(duì)宇宙膨脹星系是靜止不動(dòng)的！這不能不是哈勃常數(shù)的一個(gè)致命問(wèn)題，因此，論證解決膨脹星系相對(duì)地球的分布是否各向同性、以及密度或速率是否由近致遠(yuǎn)減小或增大的問(wèn)題意義重大，不僅關(guān)系到哈勃常數(shù)和大爆炸宇宙理論的吻合與否，也關(guān)系到大爆炸宇宙模型的正確與否。

這兩個(gè)極為重要的結(jié)果說(shuō)明，星系與星系之間的視向距離與視向退行速度沒(méi)有必然的正比關(guān)系，即a1.C/V1≠a2.C/V2…≠an.C/Vn…，即說(shuō)明哈勃定律描述的“距離逾遠(yuǎn)的星系其退行速度逾快”的膨脹宇宙不成立，除非宇宙大爆炸根本就沒(méi)有發(fā)生過(guò)！只要宇宙來(lái)自于始于一點(diǎn)的大爆炸，那么就會(huì)有走在地球前面的星系與走在地球后面的星系在視向距離相等的的情況下，退行分離速率不一定相等的結(jié)果，反過(guò)來(lái)，也會(huì)有在分離速率相等的情況下，前后星系的視向距離不一定相等的結(jié)果，這種結(jié)果必然導(dǎo)致大爆炸宇宙星系物質(zhì)密度和光輻射強(qiáng)度的分布不均勻、不對(duì)稱或各向異性，即在地球的某一方向上，離地球逾遠(yuǎn)星系密度逾小、逾稀疏，光輻射強(qiáng)度逾弱，但在相反的方向上，離地球逾遠(yuǎn)星系密度逾大，逾近反而星系逾稀疏，而光輻射較強(qiáng)。但實(shí)際的天文觀測(cè)結(jié)果卻截然不同，宇宙物質(zhì)和光輻射相對(duì)地球的各向分布是基本均勻的，對(duì)稱的，這完全說(shuō)明哈勃常數(shù)所描述的大爆炸宇宙膨脹并不存在，除非地球正好處在宇宙膨脹的中心并相對(duì)膨脹的星系靜止不動(dòng)，否則，膨脹宇宙的星系和光輻射不可能是對(duì)稱的或各向同性的，不可能有離地球逾近密度逾大、逾遠(yuǎn)逾稀疏的現(xiàn)象。

五、哈勃常數(shù)的問(wèn)題所在

歸納起來(lái)哈勃常數(shù)有三大問(wèn)題：

第一是，哈勃常數(shù)所計(jì)算的結(jié)果是宇宙星系相對(duì)于地球的分布密度和速率，不僅各向同性，而且離地球逾近宇宙星系的分布密度逾大，速率逾小，這一計(jì)算結(jié)果必然導(dǎo)致一種自相矛盾的錯(cuò)誤結(jié)論，即地球就是大爆炸宇宙的中心，地球相對(duì)于宇宙星系的膨脹是靜止不動(dòng)的！請(qǐng)讀者細(xì)想一下，這種可能存在嗎？如果不存在那就只有是哈勃常數(shù)的錯(cuò)誤，如果存在那就只有是大爆炸宇宙學(xué)說(shuō)和模型的錯(cuò)誤！

第二是，由于人類的觀測(cè)水平有限，這使得哈勃常數(shù)的參數(shù)依據(jù)只能來(lái)源于觀測(cè)手段所能涉及的鄰近區(qū)間星系，而這些鄰近星系多是受星系團(tuán)或星系群引力相互影響的星系，既是受引力影響就肯定不能代表分崩離析的大爆炸宇宙，因此從宇宙引力理論上說(shuō)，無(wú)論宇宙是否來(lái)自大爆炸，哈勃常數(shù)的表述都存在問(wèn)題；

第三是，哈勃常數(shù)的表達(dá)式是以星系的全程分離距離中的一段距離（即視向距離a.C）與視向速度V之比去等同星系的全程分離時(shí)間K（或宇宙年齡T），而把星系的主要光信號(hào)傳遞時(shí)間忽略了，這顯然缺乏物理運(yùn)動(dòng)學(xué)和光學(xué)的基本常識(shí)。

哈勃定律認(rèn)為，距離逾遠(yuǎn)的星系其退行速度逾快。哈勃定律所指的星系距離顯然是指星系與地球的實(shí)際距離，而不是指星系的觀測(cè)距離，對(duì)于實(shí)際距離與退行速度成正比的哈勃定律，我們認(rèn)為無(wú)論宇宙大爆炸理論是否成立，哈勃定律在物理學(xué)原理和邏輯上都是可以解釋得過(guò)去的，但哈勃定律用哈勃常數(shù)來(lái)表述這就錯(cuò)誤了，因?yàn)樵诠?shù)H0=a.C/V中，H0被認(rèn)為是宇宙年齡（或是宇宙膨脹的全過(guò)程時(shí)間），也是一個(gè)常量，而a.C/V則是一個(gè)變量，即a1.C/V1≠a2C/V2…≠anC/Vn（在前面已被證明），這顯然是不可等同的兩個(gè)量。既然人們把H0當(dāng)作宇宙年齡或膨脹的全過(guò)程時(shí)間，就應(yīng)當(dāng)在哈勃常數(shù)中采取宇宙膨脹的全路程即星系分離的實(shí)際距離，而不應(yīng)當(dāng)采用一段路程即星系的視向觀測(cè)距離a.C。前面我們已論述過(guò)，星系的視向觀測(cè)距離a.C不等于星系的實(shí)際距離，而是有可能大于或小于實(shí)際距離。當(dāng)人們發(fā)現(xiàn)最遙遠(yuǎn)星系的分離速度己經(jīng)接近光速時(shí)，星系的實(shí)際距離幾乎等于視向觀測(cè)距離的二倍，可見(jiàn)對(duì)于遙遠(yuǎn)星系來(lái)說(shuō)，視向觀測(cè)距離與實(shí)際距離的差別是巨大的，只有當(dāng)星系與地球的距離很小分離速度又不大時(shí)，兩種距離的差別才可能略等，又由于宇宙年齡對(duì)于所有星系都是絕對(duì)的同一時(shí)間，而人們?cè)诠?shù)應(yīng)用中又采取地球與星系的最短距離，因此要使這一距離與分離速度之比湊合等于宇宙的同一絕對(duì)時(shí)間，就應(yīng)該采取星系最小的分離速度，但人們所采取的只是觀測(cè)星系a年前的分離速度V，這個(gè)a年前的星系分離速度V對(duì)于鄰近星系和遙遠(yuǎn)星系來(lái)說(shuō)差別是巨大的，是沒(méi)有理由確定為最小星系分離速度的。以現(xiàn)有的觀測(cè)結(jié)果推測(cè)，一些最古老遙遠(yuǎn)的星系它們?cè)赼年前的分離速度已經(jīng)接近宇宙的極大速度C，即V→C，甚至有V>C的情況。如果把等于或大于光速C的V代入哈勃常數(shù)，就會(huì)得到aC/C→a→Ho或者Ho

最近一些大爆炸宇宙論的學(xué)者又提出了該模型的新觀點(diǎn)，即認(rèn)為大爆炸宇宙的膨脹是空間的膨脹，并且是無(wú)中心的整體空間的膨脹，而不是星系物質(zhì)之間相對(duì)分離運(yùn)動(dòng)的膨脹。這一理論觀點(diǎn)顯然與該模型最初的“當(dāng)宇宙無(wú)限回放逆轉(zhuǎn)時(shí)，宇宙將歸縮一點(diǎn)，因此可推測(cè)宇宙可能起源于一點(diǎn)，始于一次大爆炸”以及“大爆炸宇宙存在數(shù)理奇點(diǎn)問(wèn)題”的理論觀點(diǎn)又有很大的改變和模糊性，我們無(wú)法得知這些學(xué)者為什么要一改初衷，可能與這些學(xué)者察覺(jué)到我們所指出的該模型的以上問(wèn)題有關(guān)，這一觀點(diǎn)粗聽(tīng)起來(lái)好像可行，但仔細(xì)分析起來(lái)就可發(fā)現(xiàn)這些學(xué)者的綜合基礎(chǔ)知識(shí)并不強(qiáng)，因?yàn)檫@一觀點(diǎn)的問(wèn)題不出在抽象理論上，而出在基本知識(shí)理論上，該觀點(diǎn)比原觀點(diǎn)的矛盾更突出，問(wèn)題更明顯，例如：

1、要有宇宙整體空間的膨脹不發(fā)生亂碰亂撞現(xiàn)象，宇宙的膨脹必須是相對(duì)于宇宙的某一點(diǎn)為中心的膨脹，即宇宙任一點(diǎn)的膨脹方向延長(zhǎng)線都必然通過(guò)和交于這一中心點(diǎn)，否則如果宇宙各點(diǎn)膨脹的方向線不交于一點(diǎn)而是交于多點(diǎn)的話，那么宇宙的膨脹將難以像現(xiàn)在這樣有條不紊。因此所謂宇宙膨脹是無(wú)中心或多中心空間膨脹的觀點(diǎn)是違反運(yùn)動(dòng)幾何學(xué)基本原理的；

2、宇宙無(wú)中心或多中心的膨脹的觀點(diǎn)與大爆炸宇宙模型的基本理論原理是相矛盾的。眾所周知，大爆炸宇宙理論是以現(xiàn)有的物理學(xué)引力理論為基礎(chǔ)的，大爆炸宇宙學(xué)說(shuō)理論認(rèn)為“宇宙要么收縮要么膨脹”以及“宇宙始于一點(diǎn)”的邏輯推理是與物理學(xué)引力理論相符合的，因?yàn)橛钪嫖镔|(zhì)只要存在引力，宇宙就只能有這兩種結(jié)果，而不能有第三種結(jié)果，但現(xiàn)在一些學(xué)者提出宇宙多中心空間膨脹的觀點(diǎn)試圖回避“宇宙始于一點(diǎn)”的問(wèn)題，這顯然與物理學(xué)引力理論相矛盾，使大爆炸宇宙理論學(xué)說(shuō)的基本原理和原始觀點(diǎn)變得模棱兩可，混淆不清；

3、既然認(rèn)為宇宙的膨脹是整體空間的膨脹，而不是星系之間的相對(duì)分離，那么跟隨空間一起膨脹的星系速率以及星系的間距應(yīng)該是各個(gè)相等的，而不應(yīng)存在像哈勃常數(shù)表述的“距離我們逾遠(yuǎn)的星系其退行速度逾快”那樣的結(jié)果，或不應(yīng)存在離我們逾遠(yuǎn)的星系密度逾疏的結(jié)果。當(dāng)人們認(rèn)為很多遙遠(yuǎn)星系的膨脹速率已超光速時(shí)，而我們地球卻沒(méi)有近似光速的感覺(jué)？可見(jiàn)宇宙高速膨脹的觀點(diǎn)是值得質(zhì)疑的?？偠灾绻f(shuō)宇宙大爆炸是一個(gè)具體宏觀的事物，那么哈勃常數(shù)對(duì)于大爆炸宇宙的描述就肯定違反了基本的物理運(yùn)動(dòng)學(xué)邏輯，如果說(shuō)宇宙大爆炸是一個(gè)復(fù)雜抽象的事物，那么哈勃常數(shù)對(duì)于大爆炸宇宙的描述那就過(guò)于簡(jiǎn)單或過(guò)于機(jī)械了，這就是我們對(duì)哈勃常數(shù)的最終評(píng)價(jià)，也是我們對(duì)大爆炸宇宙學(xué)說(shuō)及其模型評(píng)價(jià)的一個(gè)開(kāi)始。至于宇宙大爆炸模型是否還存在其它問(wèn)題，我們將在第二篇文章《論大爆炸宇宙學(xué)說(shuō)及其模型》中展開(kāi)更深一步的討論。