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《时空波动论》第三章：时间的奥秘
作者：陈少华
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◎时间旅行的科学假想
认清了时间的速度大小，我们才能开始探讨时间旅行的可能性。
时间旅行是人类多年以来的梦想。一旦可以回到过去，很多遗憾的事都可以改变，后悔药也可以买到了。在有些野心家看来，凭借自已掌握的尖端武器，回到几千年前，将战胜所有对手取得统治地位，极大地改变自已的命运；回到过去，凭着高科技，就能改变古代社会的落后局面，成为万众俯伏敬仰的英雄。如果能够去未来旅行，就能掌握所有在当代无法掌握的科技，认清历史的发展路线。等回到现在时，自已将会多么强大！
可以肯定地告诉大家，这一切原则上都已经可以实现了。
在后文中，将会详述：质量与速度的正比关系并不正确，运动物体的质量为何随着速度的增加而减小。了解这一点后，理论上就已经可以使飞船的速度接近光速：只需要用一个特定不变的力，如100千克力，作用于飞船。产生加速度。随着飞船速度的提高，质量在减小，加速度将逐渐提高，最后就能达到光速。飞船以光速行驶时，就可以进行时间旅行了。
现在开始，可以理解令人激动的时间旅行了。时间旅行曾是人类多年的梦想。但争论非常大。很多科学家认为时间旅行是不可能实现的，对其嗤之以鼻。也有科学家一直坚持时间旅行梦想，设想出种种奇特的招数，想要实现它。可是，制造时间机器的想法，就象是永动机一样，从来也没有实现过。
科学家们提出的时间旅行设想真的不少。
爱因斯坦在广义相对论里提出，时空由于质能的存在而弯曲。通过在弯曲的时空中找到一个捷径，有可能进行时间旅行，回到过去。
剑桥大学宇宙学家霍金很看好虫洞。虫洞是一个形象的比喻。一个苹果上，一个虫的蛀洞将苹果的不同地方连接了起来。生活在苹果一面的生物，通过虫洞就可以取捷径到达另一面，缩短了需要旅行的距离。
霍金年轻时患上了罕见的帕金森绝症，全身瘫痪，只有大脑可以思考，眼皮可以眨动。换作别人，早就崩溃了。他却顽强地生存下来，还成为宇宙物理学界的权威人物。他写作的《时间简史》成为轰动一时的畅销书。
霍金在黑洞领域取得了相当好的研究成果，得出黑洞不黑，一直在向外发出辐射热能的结论。他更提出，黑洞会成为时间旅行的通道。人们通过黑洞，就可以到达另外一个时空。
只是，黑洞能否成为到达另一时空的时间通道，科学界普遍抱有疑虑，不敢苟同。黑洞太可怕了，引力超强，只要接近其视界（可以看见的范围），别说宇宙飞船，就是光线也逃不出来，直接就落入黑洞的无底洞中，被引力扯成碎片。还谈什么时间旅行？
物理学家戈特提出了宇宙弦假说。认为宇宙里有两根宇宙弦，它们产生于宇宙大爆炸的那一刻。通过它们也许就可以进行时间旅行。
有科学家提出，只要拥有了负能量，就能够进行时间旅行。可我们这个宇宙里基本上都是正能量。负能量少之又少，无从寻找。
又有科学家提出，宇宙就象是一个旋转着的柱子。从一端出发，将会转回到出发时的时空点，也就是回到了出发的那一刻。这样就能进行时间旅行。可这仍然只是假说，具体实现，不知该如何？
科学界一直没能提出时间旅行的可行方法。
时间旅行，所以成为科幻小说家们放飞想象力的舞台。似乎也成了他们的专利。
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◎时间的本质奥秘
在认清时间的本质之前，是不可能进行时间旅行的。
所以那时时间旅行设想，只能成为想象，无法成为现实。
现在可以揭晓时间的本质了。
时间的速度为光速，而所有电磁波的速度都是光速。
这背后，一定是有深刻原因与联系的。
可以看出，时间，其实是一种电磁波。
关键论点：时间的本质——时间是以光速运行的电磁波。
时间是一种感觉，是我们等待过多久的一个量度。它怎么跟电磁波联系起来了呢？
这确实很难理解。要想进行这个观念转变并不容易。
可以这么看：时间是这样一种东西，让我们可以感觉到等待。正如理查德.费曼所说，重要的不是我们如何定义时间，而是如何去测量它。测量的方法是利用一种有周期性规律性一再会发生的事，如一昼夜，但每天的时间并不是严格的相同。夏天时白天就比冬天的白天长。我们还可以用沙漏来计时，后来发展到用钟摆。
但我们有另一种更加精确的计时方式。虽然它看起来挺麻烦。科学家用光飞行过一定的距离来定义时间，比如光飞过一个普朗克长度所用的时间，定义为普朗克时间10^-43s。这是最短的一个时间单位。其实，这种定义时间的方式，才真正接近了时间的本质。
时间只要流动起来，就会发出一种电磁波——时间波，通过时间波，我们可以对时间的长短进行量度。时间让我们感觉得到等待，时间电磁波则让我们可以对这个等待的长短进行测量。1秒钟的定义是：时间电磁波飞行到前方距自已30万公里远时所需要的时间。任何一个人，无论他是否在运动，都实质上是以这个方式在确定自已的时间计数。其手中的计时器，也是以这种方式在计时。
在宇宙创始之初，由于时间并没有流动，所以如果有一个人乘坐时光机器飞到创世之初，他是无法等待的。创世之初的空间里，那个人的手表是不会转动的。他也不会觉得自已在等待。不过这种状态不会很长，立刻就会因为真空的能量起伏，能量被创造出来，时间就可以流动了。从此，时间电磁波就开始象是一个光源一样，开始发射。也就是说，并不是时间电磁波让我们感觉到了等待时间的长短，可以去等待一件事。时间电磁波并没有这个功能。它只是一种量度计。我们可以通过时间电磁波来量度已经等待了多长时间。根据就是从某一个时间点开始，时间电磁波前进到离我们多远的距离，再用这个距离来除去光速，我们就明白从那个时间点开始过去了多长时间。只要时间开始流逝，就一定会发射出时间波。我们就可以利用时间波来测量时间的多少。时间波波源就象是一盏神奇的灯，只要被能量点燃，就永不熄灭，一刻不停地向外散射出光芒。所以时间是有能量的。这个宇宙的所有能量，就是时间波波源这盏电磁灯积聚出来的。经过漫长的发射，其电磁能量逐渐积累，十万亿年后旋转压缩为一个无限高温与密度的奇点，经过一次大爆炸终于形成了我们现在的宇宙。
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◎一沙一世界的根源就是时间
佛教认为，一粒沙子里面就有一个世界。这是有道理的。事实上，每一个基本粒子，如电子，中子或质子里都会有一个宇宙。我们这个浩翰无垠的广阔宇宙，其实不过是处在另一个宇宙里的一个微不足道的基本粒子中。
为什么会这样？原因很简单，一切都是因为时间的作用。
每一个基本粒子，无限倍放大，可以观察到其内部至少有一点空间是空的，这个空间由于被基本粒子牢牢包起来，不受到外界的干扰，所以形成了一个独立的空间。内部都会因为不确定性原理产生的正负能量粒子激发时间的流动。时间一旦流动，就不会停止，能量一直聚积，直到亿万年后能量旋转为一个奇点。奇点产生大爆炸而产生一个宇宙。这样每个基本粒子内部都会因为奇点爆炸而产生多个宇宙。其中总会有一些宇宙是可以产生生命的。
我们这个宇宙存在的时间是140亿年，奇点要产生，至少需要亿万年的时间，那基本粒子的内部空间应该还没有达到足够的能量来产生奇点吧？其实不是这样。因为不同的空间，时间的量度是完全不一样的。光速飞船里的一秒钟，相当于静止时空里的成百上千万年。我们这个空间的一秒钟，其实就相当于这个空间中某个基本粒子内部的百万年。所以基本粒子是有足够的时间来产生奇点的。
夸克、电子、中微子这几种基本粒子具有很强的稳定性，几十亿年都不会衰变。所以基本粒子里面的宇宙也很稳定。但基本粒子内部的宇宙又并不十分的安全。比如将铁块加热到上千度，铁原子基本粒子内部的宇宙也会被加热到上千度，对这个宇宙的生命而言，无疑是灭顶之灾。很可能一瞬间生命就全部灭绝了。可见生命是多么脆弱。我们这个宇宙，千万不要是即将被放进熔炉的铁原子，否则人类文明就会灭绝了。不过一个宇宙能够进化到产生智慧生命，就说明这个包含着这个宇宙的基本粒子稳定地处于一个温度恒定的很安全的地方。所以我们还是不用太过于担心。
对基本粒子宇宙最彻底的灭绝，就是大型强子对撞机。将质子加速到接近光速后相互碰撞，质子立刻被打成粉碎。可以想象，组成质子的夸克内部的宇宙也在一瞬间烟消云散，彻底毁灭。
既然每一个基本粒子内部都有一个宇宙，那这个小宇宙的质量最初是0，后来在经历大爆炸后成为一个宇宙，其质量非常巨大。这个基本粒子的质量当然在内部宇宙形成之后与形成之前相比会得到可观的增加。那为什么我们从来没有发现基本粒子的质量会因此而发生变化呢？
这是因为基本粒子内部的空间相对于基本粒子的体积而言是非常小的，基本粒子的密度都是非常惊人的。众所周知，中子星全部由中子组成，一小勺子中子星的物质就有几十亿吨重。所以如此巨大的密度，那么其内部一点点空间从无到有的变化，增加的质量相对于基本粒子原本的质量而言是可以忽略不计的。一个大铁球，只有中心有一点点的空。那么如果把这点空间填满物质的话，那对其质量的影响是可以忽略的。
基本粒子的内部是有空洞的，这可以从中子星演变为黑洞的过程来加以证实。中子星全部由基本粒子中子组成。其密度极高，可即便如此，中子星仍然并非星体压缩的极限。在重力的压缩下，大质量的中子星会继续被挤压，中子会被压成粉碎，夸克都独立出来，紧紧挤压在一起，体积进一步减小，形成黑洞。黑洞的密度比中子星更大。
一般质量的黑洞会停留在这一步不再演化。但质量更高的黑洞还会继续在夸克重力的压力下进一步压缩自已，直到最后夸克都被压碎了，压紧实了，再也无法压缩下去时，才会停止演化过程。这说明组成中子的夸克内部是有空洞的。所以夸克被压碎后，天体体积会进一步减小。
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◎时间旅行
现在开始激动人心的时间旅行。
认清了时间的本质奥秘，时间旅行就呼之欲出了。
定义Ts为飞船内自测的时间，由于运动中的飞船处于高速时空，其时间波的运动速度同静止时空不同，故称Ts为特异时间自计数。
定义Tn为静止时空的时间。这是地面静止的人所测出的正常时间。
根据公式Ts=Tn*（C－V）／C=Tn*（1－V／C）
当V=0时，Ts=Tn。当V=C为光速时，Ts=0，意味着此时飞船的时间停止运行。即便是地面静止时间已过去几千万年，飞船内飞行员仍只感受到只过了非常短暂的一瞬间。这就意味着飞船在一瞬间就可以来到地球的几千万年后。到未来旅行，正是通过这种高速运动方式达到的。
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◎飞船的4种时间
飞船的时间可以分为4种：
1、飞船静止时的时间T静。
2、飞船飞行时，飞行员自测的飞船飞行时间T内测。飞船内，由于时间波的相对流动速度减小，如果飞船后舱到前舱的距离是30万公里，时间波从后舱到达前舱，飞行员计数为飞行了一秒钟，这个时间大于T静。
3、飞船飞行时，地面静止人员测量飞船的飞行时间T地测。如果飞船内部只过了一秒钟，地面静止人员的时间计数将远大于一秒。地面与飞船同时发出一束时间波，地面人员用望远镜来观察飞船里那束时间波，当那束时间波到达飞船前舱时，这时飞船刚好过去一秒钟。地面人员立即测量地面时间波走过的距离。由于这两束时间波的相对速度不一样，飞船里那束时间波相对于飞船的速度为C－V，地面时间波速度为C。所以在特定时间内，所走过的路程不同。飞船内时间波在飞船内走了30万公里，此时地面时间波将走了数百万公里。地面人员由此认为时间已经过去了好几分钟。可见，地面静止人员测量飞船的飞行时间T地测>T内测。
4、飞船所经历的宇宙时间。宇宙时间含义：飞船飞行的真实时间长度。这个时间不同于飞行员的自测时间。飞行员自认只过了一天时间，可同时宇宙很可能已经过去了数百年时间。宇宙时间在长度上等于地面静止人员测量飞船的飞行时间T地测。因为在这两个参照系上，时间波的速度都是光速。
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◎总结时间旅行与飞船速度的关系
若飞行员乘着速度为V的飞船在太空飞行，就处于特异高速时空里。
1、V=0时，特异时间速度Vst=C，Ts=Tn，时间不变。一切正常。
2、V﹤C时，特异时间速度Vst﹤C，Ts﹤Tn，时间变慢。飞行员在飞船里过了一年后，出来一看，地球已经是公元三千五百年。来到未来时空了。
3、V=C时，特异时间速度Vst=0，Ts=0，时间停止。飞行员只感觉过了一秒钟不到的一瞬。一口茶含在嘴里没咽下呢。出飞船一看，呵，现在外面的世界已经是公元三千万年。地球已经变化太大，人类科技已经相当的发达。真是太棒了。人类也进化得有些面目全非。眼睛和脑袋越来越大，鼻子和嘴巴、耳朵越来越小。跟外星人有些相似了。这就是去未来的旅行。
4、V>C时，特异时间速度Vst﹤0，Ts﹤0，时空倒流。飞行员一段时间后出飞船一看，发现外面的世界已经到了古代。甚至恐龙时代。可怕的霸王龙正在不远处张牙舞爪。
在飞船里，飞行员无法感受到时间快慢变化。在飞船内测光线运动速度，测出的结果永远都是C。如果来测时间波速度，同样永远都是C。在运动中的飞船，自成一个特异时空世界。时间在飞行员看来是一直很正常地流逝着。跟外面静止的人一样，飞行员和地面静止的人们对时间流逝快慢的感受完全一致，毫无差别。这代表了一种对称性或不变性：无论坐标系如何改变，物理定律不变。无论运动速度多快，处于运动系统之中将会看到物理定律一样的效果。
所以，不用担心宇宙遨游的时间漫长了。因为，在光速飞船里，你随飞船穿越了几千万光年，地球已过去了几千万年，但你只感觉到只过了不到一秒钟时间，一眨眼的功夫，你就穿梭出了银河系，到达距地球数千万光年的星系。根本不会出现人们所担心的无聊烦闷，也完全不用担心寿命不够，得考虑在飞船里生后代由后代完成星际飞行的使命。
当然，飞船不能一直老是在宇宙中飞不回来。要想回到地球的过去未来时空，就需要让飞船建立一个返回机制。先计算需要飞行的时间，飞到一定时候，再掉头飞回地球，刚好能赶上进入自已想要探险的时代。
以光速C飞行进入未来，其计算是很简单的。举例，在公元2010年的你，想进入公元一万零十年，10010-2010=8000，8000／2=4000。先飞到距离地球4000光年处，再折头飞回地球，飞船飞行了8000年，已进入8000年前的时空，这时地球刚好处于公元10010年时空。
要回到过去时空，稍微复杂一点。
现在是宇宙时间公元2010年。我驾驶飞船以大于光速C的速度V飞行。想回到N年前的过去。怎么办？
因为Ts=Tn*（C－V）／C
先飞离地球，到某光年远处，再飞回地球。往返程两段，各进行N／2年的时空穿梭。由于是回到过去，N／2需取负值。
Ts=－N／2=－Tn*（1－V／C）
可得Tn=-N*C／（2*(C－V)）=C*N／（2*(V－C)）
公式6：Tn=C*N／（2*(V－C)）
V为飞船的速度，N为想回到过去的年份为N年前。即可记算出需旅行到多少光年处时再返回地球。
例如，以V＝C飞行10年，时间停止。V＝2C飞行10年后回到地球，也就是飞行5年后再返回，会进入地球10年前。现在来验证一下这个公式。将N＝10，V＝2C代入公式，算出Tn＝5.也就是说，以2C的速度飞行5年，到距离地球10光年的位置，再返回地球。就会进入十年前的时空。
例如，当以V=3C飞行时，想回到1000年前，也就是公元1010年的北宋时期。Tn=1000*C／（(3C－C)）=250年。我需要以三倍光速飞行250年，到达离地球250光年远的地方，再掉头以同样速度飞回地球，就能回到1000年前的北宋时代。
由于在飞船内是“负时间”，飞行员是感觉不到时间流逝的。以超光速飞行几百年，飞行员只会觉得是一眨眼的功夫。时间旅行，就是这样实现的。
回到过去的时间旅行，比较复杂，在此省略到其旅行机制与内在原理，将在第11章多维空间与时间旅行中详细阐述。
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◎红移
1929年，天文学家哈勃在观测宇宙时，发现几乎所有河外星系的恒星光线都表现出红移的现象，波长变长，频率下降。他联想起多普勒效应，这很象是正在远离我们的声音，会越来越微弱，频率越来越低。所以他得出结论：宇宙正在膨胀。他还发现，距离地球越远的恒星，红移量越大，这显示其远离地球的速度也越大。
这种类比联想在科研中是很有用的，但有些时候也会产生谬误。
声音与光，现在证实，它们的叠加运动确实可以统一在一起，用公式0209来概括。但它们仍然是有重大区别的。
光线确实会有类似于声音的多普勒效应。看起来，退行恒星发出的光线真的挺稀疏的，与退行火车发出的声音越来越弱可以联系到一起。但就此认为光线稀疏的原因跟声音一样是波长增加，就有些轻信经验了。
光线与声音在运动上的区别有很多。最根本的区别就是它们对传播价质的依赖不同。光线传播不需要介质，声音传播必须有介质。这是两者在产生多普勒效应时特征并不一样的关键原因。
其它的区别还有不少。例如，因为光线速度比声波快太多，有的运动方式，声波能表现出多普勒效应，而光线则不能。比如火车顺着运动方向向前发射光线与声音，光线无法让前方观测者产生多普勒效应，但声波却可以。
当光源向着观察者运动时，发向观察者的光线因为是顺着运动方向所发，速度仍然是光速C。观察者在接收这束光线时，在单位时间1秒内将接收到正常的30万公里长的光波。观测者不会认为这束光线因为光源的接近而变强，不会感觉到这束光线产生多普勒效应，因而不会观察到蓝移，这是与声波的区别。
原因在于，火车向着观测者接近时，声波的速度可以用伽利略变换来计算，声波的速度会增加，V＝V1+V2。光源向观察者接近，尽管光源的运动速度不会很快，但光的速度却快得惊人，这使得这束光线的速度不适用伽利略变换了。而是应使用V＝V1+V2－V1V2／C这个公式来计算。只要V1与V2有一个接近C，那算出来的速度结果就是接近C。顺着运动方向发射的光线的速度与光源的运动速度无关。
光源顺着运动方向发给观测者的这束光线，速度就是C。与正常光线一模一样。在单位时间1秒内观测者接收到的光波长度为30万公里，接收的整波个数不变，他不会发现光线的频率有变化，所以观测者不会觉得这束光线有什么异常。既没有蓝移，也没有红移。
当光源远离观察者以V运动时，由于光线是逆着光源运动方向，所以光线速度下降为C－2V。观测者1秒时间内接收到的光线长度下降为C－2V。
如果哈勃知道光线速度已经下降的真相，他不会从这段光线上得到红移的结论，而是证实了光线速度已经下降这一事实。
可是哈勃并不知道光线速度下降为C－2V，而是认定光线速度仍然是C。他开动脑筋，想为这段光波给出合理解释。
这段光波明显比1秒时间内接收到的正常的光波不一样。1秒钟接收到正常光线的长度当然是30万公里，拥有正常的频率与波长。频率*波长＝30万公里。而这段光波不一样在显得很稀疏。很难想象，一段30万里的光波会只含有这么多整波个数。正常光线，30万公里长度怎么也含有比如5*10^14个整波个数。而这段光波，却只含有2*10^14千个整波个数。数来数去都只有这么多。
这种异常下，观测者应该去量一下这段光线的长度，看看到底是不是30万公里？但这比较困难，没那么长尺子与那么长空间；再说，也没这个必要。天文观测者认为这必然是30万公里，光速不变，这是小孩子都知道的公理。爱因斯坦狭义相对论就是建立在这一公理之上。
如果观测者仔细量了一下波长，会发现波长并没有什么变化。但这不可能，波长不变，频率下降，那意味着光线速度下降，那绝不可能。
权衡再三，哈勃认为一定是波长增加，导致30万公里长的光波整波个数下降，频率下降。
他因此得出，这束光线发生红移的结论。
真相现在揭晓了。
光线红移的原因找到了，并非因为波长的增加，而是因为光线速度的下降。
现在我们知道，光线的速度，并非只能是光速。而是在C－2V与C这个范围内变化。真的会有各式各样的速度。
光源以低于一半光速远离观察者时，他能看到这个光源射出的光线，这束光线的速度等于C－2V ，比光速要慢。它已经不是人们所熟悉的以30万公里每秒前进的光了。
光源以一半光速远离观察者时，他会看到光线停在一个地方一动不动，既不前进也不后退。
如果光源以光速远离静止观察者时，观察者是不会看到光源发出的光的。此时不仅光源正以光速远离观察者，其发出的光线其实也正以光速远离观察者。这束光线本来是由光源向左发出，结果光线是向右以光速前进。也就是说，光源发出的光线一直停留在光源表面，随着光源一路向左以光速远离观察者。
哈勃作为一个世纪前的科学家，并不知道光线的速度有这么多特点。这不能怪他，因为，相对论影响如此深远，无人会怀疑相对论作出的光速不变的结论——无论光源如何运动，发出的光线速度都是光速。如果不知道光线速度下降了，还将这段光波看成是30万公里，观测者必然认为这段光波之所以看起来如此稀疏，整波个数或频率这么稀少的原因，是因为波长γ的增加，光线看起来是发生了“红移”。
哈勃固执地认为，恒星光线之所以呈现出红外线的性质，是因为波长变长，导致地面人员单位时间内接收到的光波数变少，故频率变小。由声音发生多普勒效应的原理可以推论得出：恒星正在远离地球。从而得出了一个结论：宇宙在膨胀。
哈勃的推论并没有错，宇宙确实在膨胀。但哈勃定律的局限性已经显现，用它来计算恒星的距离，将有不小的误差。宇宙的大小、寿命，恒星的距离，这些值的改变已势在必行。
根据哈勃红移的计算结果，科学家认为，宇宙在一千亿年以内将陷入绝对零度的寒冷和寂寞，生命将无法存在。首先在明白红移产生的真正原因后，显然这个计算结果是不准确的。其次，其实我们这个宇宙的空间并不是无限的，很可能只是处于一个基本粒子内部的空间里。所以宇宙不可能永远无限地膨胀下去，迟早会越到一个边界，触及基本粒子的实体部分。宇宙将从此有一个固定大小。只是无法确定这会是多久之后的事。也许会是几百亿年，也可能是几千亿年后整个宇宙沉寂消失了也没有触及到这个边界。
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◎蓝移
光线会发生红移，同样，也会有蓝移现象。但蓝移现象远不如红移那么常见。
前面已经证明，光源向着观测者飞行时，向观测者发出的光线不会发生蓝移。因此天文学家们极少发现宇宙中光线出现蓝移现象，就可以理解了。
宇宙如此浩翰飘渺，肯定会有一些星系是向着银河系飞过来，两者越来越近。天文学家观测到，银河系正高速向室女星座方向飞驰，而另一个星系：仙女星系，正在接近着银河系。在几十亿年后，两个星系将会发生碰撞，合并为一个新的星系。既然星系远离银河时，天文学家会观测到红移；那么有星系是向着银河系飞来，天文学家就应观测到蓝移。为何天文学家们观测不到蓝移呢？原因就在于此——光线的速度恒定为光速，不因光源速度而变化。
天文学家进行天文观测发现，蓝移现象很少见，绝大部分恒星的光谱都是红移。但也有个别的恒星发生蓝移。它们都位于银河系内，天文学家认为，它们在相对运动中向着太阳系运动。
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◎蓝移
光线会发生红移，同样，也会有蓝移现象。但蓝移现象远不如红移那么常见。
前面已经证明，光源向着观测者飞行时，向观测者发出的光线不会发生蓝移。因此天文学家们极少发现宇宙中光线出现蓝移现象，就可以理解了。
宇宙如此浩翰飘渺，肯定会有一些星系是向着银河系飞过来，两者越来越近。天文学家观测到，银河系正高速向室女星座方向飞驰，而另一个星系：仙女星系，正在接近着银河系。在百亿年后，两个星系将会发生碰撞，合并为一个新的星系。既然星系远离银河时，天文学家会观测到红移；那么有星系是向着银河系飞来，天文学家就应观测到蓝移。为何天文学家们观测不到蓝移呢？原因就在于此——光线的速度恒定为光速，不因光源速度而变化。
天文学家进行天文观测发现，蓝移现象很少见，绝大部分恒星的光谱都是红移。但也有个别的恒星发生蓝移。它们都位于银河系内，天文学家认为，它们在相对运动中向着太阳系运动。
（以下为T1）
（以上为T1）
2、恒星所发射光线方向既逆恒星也逆地球时，只有地球运动速度高于恒星运动速度时，才发生蓝移。
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◎夜空与奥伯斯佯谬
每到夜晚，仰望星空，人们看到的都是一片漆黑。除了月亮、一些闪烁的星星，夜空基本是黑暗的。
人们对此已习以为常，从来没有觉得有什么不妥。夜晚嘛，天空当然是黑暗的。等白天太阳出来了，天空才能变亮。
可是，仔细一想，还是会发现一点不妥。
因为，天空布满了繁星。仅仅银河系，就有超过两千亿颗恒星，无时无刻不再释放着光和热。还有那么多的河外星系，数量达到数千亿个，每个星系都不比银河系逊色。这么多的恒星，必定占据了夜空的每一个角落，难道不能让夜空变得明亮起来吗？这就是奥伯斯佯谬：如果宇宙在时间上和空间上都是无限的，夜空就应该布满恒星，所以夜空应该是明亮的。但事实并非如此。
你会说，因为那些恒星距离地球太远，所以发出的光线亮度太弱，无法照亮夜空。须知，在地球上看到的恒星亮度同恒星到地球距离的平方成反比。
可是，它们距离虽远，数量却多。不是象太阳一样以质取胜，它们是以量取胜。几千几万亿颗的恒星，每颗都贡献出一点微弱的光芒，也足以将夜空点亮吧？宇宙空间是无限的，恒星是无限多的。其数目同距离的平方成正比。以地球为球心，这个空间半径越大，里面所包括的恒星数目就呈几何级数地增加。这个增加值，理论上，刚好可以抵消掉由于距离增加而使恒星亮度产生的下降。
就象是蜡烛光虽然越来越远，越来越弱，可数目越来越多，将每一个空间都塞满。难道这个空间不应该变得明亮吗？
夜空何以无法明亮？曾经让不少科学家难以解释，百思不得其解。
科幻小说家爱·伦坡无意中在一篇小说中说出了原因：夜空之所以黑暗，可能原因是遥远的恒星光线还没有到达地球吧。
这的确是一个原因。宇宙如此之大之阔，许多恒星距离地球太过遥远，达百亿光年，它们的光线，还完全没有到达地球。但，这个原因并非主要原因。如果只是这个原因的话，夜空肯定会有足够的恒星光线来照亮它。
真正的原因，是因为高速远离地球的恒星，发出的光线，压根就不会射向地球。这些光线，可能会停在原地不动，甚至会远离地球而去。更多的情况是，这些光线以很低的速度向地球前进，地球观测者要看到这些光线，将是无数亿年以后的事了。
因为，由于宇宙在加速膨胀，离地球越远的恒星，远离地球的速度就越快。高速远离地球的恒星，其发出的光线速度为C－2V，当V增加时，光线速度会显著减小。直到停止不动，甚至会倒射而回，不再向地球射出。这类恒星并不在少数。
还有另一个重要原因。从遥远恒星发出的光线，经过数十亿光年的距离，到达地球时，将不再是可以被肉眼观察到的可见电磁波。众所周知，宇宙大爆炸产生的巨大辐射，经过一百多亿年的扩散后，不断红移，频率逐渐下降，已经成为微波辐射，无法被肉眼所看到。恒星发射出的光线，在数十亿年的传播中，也会不断红移，波长越来越长。到达地球时，将不再是可见光。而我们的肉眼，只能观察到一段波长分布范围为390～780纳米的电磁波。
我们肉眼所能看到的恒星，都是银河系内部的，距离还必须在一万光年以内，太远了还很难看得清，光线太弱。这种弱度是可以理解的。以太阳为例，我们认为它是那么灿烂，可一旦距离超出一百光年，那太阳就变成一个小光点。
太阳的辐射功率是，峰值波长大约502nm。太阳每秒辐射出的光子大约是10^45个的量级。在100亿光年远处，单位面积上多久能接收到一个来自太阳的光子呢？以100亿光年为半径的球壳面积大约是10^53m2。
也就是说，不考虑途中的损耗，100亿光年远处，每平方米的面积上大约每108秒就能接收到一个来自太阳的光子了。10^8秒也就是三年多时间。可想而知，那是多么的黯淡无光。我们的眼睛怎么可能看到这样的光线呢？更何况，经过100亿年的漫长传播，这束光线早已红移成为无法被眼睛看到的微波乃至短波。
除此之外，眼睛就只能看到仙女座、大小麦哲伦星系这几个星系。而且，这几个星系在我们看来只相当于一小团光点而已，与一颗普通星星差不太多。
所以，在我们眼里，夜空始终都是黑暗的。
可以得出结论：天文学家通过望远镜看到的宇宙，其实，只是宇宙的一小部分。因为，有许多的遥远恒星，其缓慢的光线并未到达地球。还有不少遥远恒星，其光线永远也不会到达地球。
这个宇宙到底有多大？看来，不是那么容易测量出来了。但是，绝对会远远大于目前科学们的判断――直径300亿光年。
这一点最近已经得到天文学家证实。一直以来天文学家都认为宇宙含有大约一千亿个星系。现在他们改变了观点，认为宇宙比先前预测的要大二十倍，至少有2万亿个星系。
宇宙，比我们想象得要大得多，要有趣得多。
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◎类星体之谜
对于天文学家而言，类星体的存在，是一个非常大的谜团。
1950年，天文学家发现了这样一种星体：其体积不超过太阳系，其亮度却超过了银河系的一千倍。功率为银河系的1亿倍。其发出的光线显示出巨大的红移，表明这种星体正在以非常高的速度远离地球。根据哈勃红移原理，离得越远，离开速度越快。距离与远离速度成正比。所以，这些星体距离地球的距离将达到几十亿光年。有的甚至达到上百亿光年。
已发现的类星体里，有近10个红移值Z大于4，红移最大的PC1247+3406星体，红移值Z为4．897。红移值Z=△λ／λ 是波长的增加值与波长的比值。红移值越大，波长的增加值就越大。红移值达到4，表明波长增加值是原波长的4倍。这种红移，表明类星体退行的速度非常快。根据哈勃定理的计算结果，类星体的距离必定非常遥远。根据精确计算，可以知道，这种星体的体积并不大，只跟太阳系相当。
科学家始终无法想象出这样的恒星：那么小，却能发出那么大的能量。它们的能量从哪儿来呢？仅仅通过核聚变，是不可能提供这么高能量的。这就是“类星体能源之谜”。有科学家认为，类星体内部是一个大黑洞。黑洞通过吞没物质来喷发高能量。但即使是黑洞能喷发高能量，也远无法达到类星体这种规模。何况黑洞对物质和能量向来是只进不出的。
在明白光线红移的多种原因后，就可以揭开类星体的秘密了。
光线产生巨大的红移，被认为是光源在飞速离开地球。这原本没错。只是，在忽略掉由于光线速度变化而产生的红移效应后，计算出来的星体距离将十分遥远，动辄达到上百亿光年。这才产生了类星体的不解之谜。
其实，类星体没有那么神秘。它没有发出过那么大的能量。
只因，它距离地球并不是那么遥远。由于哈勃红移理论的局限性，大为高估了它们与地球的距离。
天文学家之所以认为类星体发出的能量相当于一千亿个银河系，是结合其亮度和距离算出的结果。本来类星体的亮度和银河系某颗亮星不相上下，只是由于其红移巨大，从而认为其距离地球非常遥远。恒星的亮度同观察者的距离平方成反比。一颗恒星，离地球远一倍，其亮度将减小4倍。两颗恒星如果地面观察亮度相同，两星距离地球的距离相差一倍，那更远的那颗恒星亮度将是较近颗星的4倍。
类星体其实只是在高速远离地球的恒星，发向地球的光线速度大为降低，比光速小了很多。类星体光线的特点是：光线速度很慢，远低于光速；这使单位时间内观测者接收到的整波个数下降，也就是光线的频率很低。
类星体的光线波长原本是正常范围。由于人为拔高了类星体的光线速度，使之等于光速，波长＊频率＝光速。波长＊频率的值需要增加。而对于发生红移远离地球的天体，其光线频率当然不可能增加，所以只能是波长大幅增加。这样得出结论，地球观测者将发现其光线的巨大红移。再加上哈勃红移理论认为，红移越大距离越远。所以类星体被误认为距离地球非常遥远。
跟其它恒星相比，类星体在能量来源上依赖着核聚变，没有区别。最大的特点在于，它是一颗高速运动的恒星，其速度比邻近区域大多数的恒星都快得多。
宇宙之大，无奇不有。一颗恒星由于某种原因，具有很高运动速度，并不奇怪。
通过望远镜，天文学家经常可以观察到一种较大规模的星系喷流。一个星系，由于内部的压力增大，引力已无法使星系保持稳定。于是星系有如火山爆发般，喷射出速度极高的星云。这种喷流质量达到数个恒星之和，运动速度竟然接近光速，可见这种喷发的能量之大。高速喷流里的星云如果坍缩为恒星，就将是一个高速运动的恒星。类星体，就是这样出现了。当然，星系喷流，只是类星体形成了原因之一。撞击和爆炸可能是另一个原因。一颗恒星受到质量相当的恒星撞击时，会产生突然的加速度，使运动速度大为增加。或发生大爆炸，高速喷发出大质量星体。这些星体重新凝聚为恒星后，将继续以高速运行于宇宙空间。
如果这颗高速运动的恒星发出的光线能够到达地球，光线速度将会很慢。地球观察者显示出其光谱当然有很大变化。如果观察者认为光速不变，他会将这个变化只归因于光线的波长增加。所以就产生了很大的红移。根据哈勃定律，红移越大，距离就越大。这颗恒星的距离将在相当遥远的地方。可这颗恒星的光线并不弱。在那么遥远还能发出这么强的光线，可见其发光功率比上千个银河系都强大。类星体之谜，就这样产生了。
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◎宇宙膨胀的真实情况
天文学家通过发现宇宙星光的红移，而发现了宇宙正在膨胀的真相。在观测超新星时又发现了宇宙正在加速膨胀。这些都反映了宇宙的处境。
宇宙膨胀与加速膨胀的原理在后文再深入探讨。
科学家将宇宙膨胀类比为一个气球正在随着吹气而胀大，这导致星系之间加速离去。这种比喻比较形象。
至于星光发生红移的原因，科学家解释说，这是宇宙膨胀的结果。宇宙象气球一样在胀大，处于其中的星光与宇宙微波背景都因此被拉长了，导致波长增加，发生红移。气球在胀大时，气球内的气体分子的间距自然也会增加。这看起来是一个相当合理的解释。
但这个解释并非真相。
宇宙并非象气球一样胀开的。宇宙的空间本来就是十分浩渺无垠，说是无限空间也不为过。不能因为一些空间现宇宙还未占用，就认为那些空间与宇宙没有关系。宇宙并非象气球一样的封闭空间，需要吹了气膨胀了，空间才会增加。事实并非如此。宇宙空间一直就在那，只要物质分子或光子能飞到那里去，那就是宇宙空间在扩张了。
宇宙膨胀绝非如吹气球一样的膨胀。宇宙空间与非宇宙空间之间绝无任何的东西作为隔膜。气球是有一个膜作为空间的隔膜的。仿佛有一个限制使气球里的空气分子不会跑到外面去。宇宙绝不会有一个隔膜来隔绝宇宙内的光线与宇宙外的空间，绝非必须宇宙被一个力量吹膨胀了，内部空间才会增加，光线才能增加活动的空间。
所以气球式宇宙膨胀并未反映真实状况。光线红移的产生也并非因为宇宙在膨胀。两者之间的因果关系绝对不要搞混了。
不是宇宙膨胀导致光线红移，而是光线所谓的红移才导致宇宙膨胀。
为什么要表示成所谓的红移呢？因为红移并非真相。宇宙星光只是看起来红移了，波长好象增加了。其实真正异常的是光线的速度。宇宙星光的速度，大部分都是低于正常光速C的。因为光线的速度下降了，天文观测人员在1秒钟内接收到的光线长度会低于30万公里。但观测人员一直认为光速是不变的，这段光线的速度一定仍然是30万公里。把一段只有20万公里的光线看成是30万公里，这就会使这段光线看起来非常的稀疏，波峰与波峰之间的距离增加了，光波的波长比正常情况下会长得多。这就是红移产生的原因。
但光线的波长并未改变，真正改变的是光线的速度。光线速度之所以下降，是因为宇宙天体都在远离，在退行。在地球人员看来，这些恒星都在退行，距离地球越来越远。退行中的恒星，发向地球的光线是逆着恒星运动方向的，其速度会下降为C－2V。天文学家却以红移来解释星光显得比正常光线异常的原因。
宇宙膨胀的真实情况是，宇宙微波背景在以光速开城拓地，向着未知广阔空间飞速前进。这是宇宙膨胀的先遣军。宇宙天体以高速度向宇宙外围边缘飞奔。宇宙边缘的天体奔跑的速度最快，向外奔跑的加速度也最大。宇宙内部的天体向外奔跑的速度逐渐下降，向外奔跑的加速度逐渐减小。宇宙中心的天体则基本保持位置不变。
宇宙微波背景是宇宙大爆炸的余晖，从高能量高频率射线慢慢降低频率到目前的微波频率，原因并不是因为宇宙膨胀而导致波长增加。而是因为光子流在对天体不断的碰撞中被散射吸收，使光子能量衰减下降，光子速度不变，所以光的波长增加了，成为现在的微波背景。
总结：
1、光线速度下降会使光波频率下降，波长不变。比如宇宙星光，大多数是这种情况。
2、光子被天体碰撞折射后能量下降，频率下降。光线速度不变，波长增加，产生红移。比如宇宙微波背景，就是因为这种情况产生了红移。
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◎放弃错误的假说，这才是光源以完全相同的相对速度抛射光子的内在机制
直到我发现铅球竟然能做到光子一样的事，铅球运动员能做到光源一样的事，使抛射铅球这一运动能同样在迈克尔逊莫雷干涉实验上实现干涉时，我理解了科学真相与原理，找到了能将光子的运动与其它物体的运动统一起来的通用速度迭加公式。并终于发现当初给光子设想的这一加速机制是错误的，决定完全抛弃它。
光源之所以能将光子以光速C的相对速度发射出去，并非因为光子受到宇宙辐射压场的加速。而是光源以自身的力量将光子发射了出去。就象铅球运动员将铅球以固定的10米每秒速度抛射出去一样，铅球并非受到其它铅球或铅球场的加速，而是运动员本身在以固定的力量推射它。
所以宇宙辐射压场对光子的加速机制并不存在。光帆更加只是一个错误的假说。
光源发射光子的能力之所以固定，这是因为电场与磁场的传播机制决定的。电磁场的传播速度是固定的，麦克斯韦方程组预言了电磁波的存在，并推导出了电磁波速度的计算公式C＝（ε0μ0）^-0.5。 ε0：真空介电常数；μ0真空磁导率。真空介电常数与真空磁导率都是常数，是宇宙客观物质环境下各种条件综合在一起决定的，是固定不变的。所以电磁波的速度也就是电场与磁场之间相互转化传播的速度是固定不变的C。
光源只要是在发射光子，就是在使用电磁场传播这一机制，就会受到真空介电常数与磁导率这两个因素的制约。所以光源发射光子的能力是固定的，会将每个光子都以C的固定相对速度抛离光源。至于由于光源本身在运动，使得光子的绝对速度下降，这是光源所不会顾及也无法顾及的。传播这个光子的电磁场也是以固定的相对速度C发射离开光源。电磁场的速度也跟光子一样会下降为C－2V。可见传播光子的电磁场的速度也不是固定不变的。
宇宙辐射电磁场之所以不会对光子进行加速，是因为宇宙辐射光子流象风一样吹到宇宙所有角落，各向同性。一个光子会受到所有方向的光子风的吹拂，这些力量是完全相等的。即使因为不确定性原理，光子流压力无法均衡地作用到一个光子上，那也只会让这个光子发生不规则的振动与不规则飞行，就象光子流使空气分子不规则乱飞那样。这种各向同性的撞击并不会使一个光子达到光速并直线飞行。所以，光子要想达到光速并朝着目标远方直线飞行，只能依靠光源发射的力量，依靠电磁场本身的电场磁场相互转化的传导机制。
宇宙辐射风并不会保证电磁波的速度能达到C，而是保证没有电磁波速度能超过C。一旦超过C，将受到很强的电磁风阻力。
电磁与磁场传播速度跟发射电磁场的光源的运动状态关系紧密。由于光源在退行，使得光源发出的光子与传播这个光子的电磁场以C－2V的绝对速度飞行在宇宙空间。从此这个光子就只能以C－2V的速度飞行。
当光源以一半光速退行时，逆向发出的光子，这个光子保持静止状态，既不前进，也不后退。将一直停留在发射的原来位置不动。
随后光源发出的光子停在光源即时所在位置，光子不向前运动，也不向后运动。从发射点到光源的运动位置形成一段特殊的静止光束。
这种静止光束，没有被观察到过。原因在于没有光源能以一半光速退行。一旦光源以一半光速退行，就必然会形成静止光束。
当光源退行速度大于一半光速时，光子将不仅不沿着发射方向前进，反而产生退行，由于退行速度小于光源退行的速度，它相对于光源仍然是前进着的。看起来就象是光线在后面追着光源，但速度不够快，追赶不上。当光源退行速度达到光速时，光子就不会再离开光源，粘在光源表面，跟随光源以光速退行。
对于那些高速退行的恒星，包括类星体，只要精确测量它们的光线速度，就会发现，这些光线速度必然小于光速C。
