在天文数轴上发现光比较方法

周坚

在天文数轴上发现光比较方法

解析天文学网络公开课第32讲

周坚/2015年4月15日

解析天文学为我们创建了天文数轴，那么，天文数轴能够让我们干什么呢？首先，它让我们能够以一维直观的图形形式来观赏宇宙中无数自身发光天体的光传播过程，其次，它让我们在观赏中引发我们探索宇宙的好奇心，再次，它让我们在有趣的探索中发现宇宙大自然规律，最终，它让我们在宇宙大自然规律下认识我们在宇宙中生存所必须掌握的技能。好了！就让我们在天文数轴上观赏光传播过程来开启我们的发现之旅吧。在这一讲中，我们就带你在天文数轴上观赏光传播过程来发现光比较方法。

我们知道，光是以每秒30万千米的速度（299,792.458km/s）在宇宙中传播，实在是太快了，我们根本就无法观赏它那壮观的传播过程。不过，现在好了，解析天文学为我们创建了天文数轴，如此之快的光传播现象，只要将它放在天文数轴上，它那壮观的传播过程不仅能够让我们直观的去观赏，而且还能够让我们在观赏之余发现光传播的比较方法。我们是如何发现的呢？我们还是先观赏吧。那如何观赏呢？就让我们一步一步地来讲解吧。

首先，将自身发光天体等光源放在天文数轴的0时刻光刻度上，如图32.1中标出的0时刻光，而从光源发出向宇宙空间四面八方传播的光（电磁辐射）放在天文数轴上，让它向正反两个方向传播。

其次，在天文数轴上设定任意某一时刻光的的固定刻度线，如图32.1中标出的A（正方向）和A＇（反方向）时刻光是50亿年时刻光，以及标出的B（正方向）和B＇（反方向）时刻光是100亿年时刻光。

再次，让天文数轴上的距离刻度坐标分别向正反两个方向移动，如图32.1中下方天文数轴所示光源坐标为xi=8，就是距离刻度坐标向反方向移动80亿光年的结果。

接下来就是观赏了，观赏什么呢？

1、观赏光从光源发出豪放地向A点的A时刻光进行传播，再观赏A点的A时刻光豪放地向B点的B时刻光进行传播,依此类推，直到观赏向光（电磁辐射）传播终点的137.72亿年时刻光进行传播。

2、观赏每一时刻光的特征刻度线（图中带箭头的竖线），认识它们各自对应的特征刻度，如光（电磁辐射）传播的周坚红移值、光（电磁辐射）传播时间值、光（电磁辐射）传播距离模数值，以及光（电磁辐射）传播距离刻度值等。

3、观赏每一时刻光与光源的关系，即光源位置的变化对每一时刻光特征的影响。

最后就是激动人心的发现，发现了什么呢？发现任意时刻光具有如下特性：

1、唯一性。任意一时刻光对应着一个唯一的特征参数。

2、有关性。任意一时刻光的特征只与光源有关。

3、无关性。任意一时刻光的特征与光源空间位置无关。

由此可见，任意时刻光所具有的这三性就决定了它们之间的特征具有可比性，归纳起来，具体的比较方法，其实非常简单，就是将它们的特征参数进行简单的加减处理即可。

举例来说，图中标注的A时刻光是50亿年时刻光，对应的光传播距离是50亿光年，对应的光传播时间是50亿年。对应的光传播周坚红移是0.6，对应的光传播距离模数是42.9等，而B时刻光是100亿年时刻光，对应的光传播距离是100亿光年，对应的光传播时间是100亿年。对应的光传播周坚红移是3，对应的光传播距离模数是46.4等,通过比较，我们就知道B时刻光与A时刻光的差异，即B时刻光比A时刻光多传播了50亿光年的距离，光传播时间也多了50亿年，光传播周坚红移也大了2.4，光传播距离模数也大了3.5等。

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真是激动人心的发现啊，让我们再仔细观赏这种光比较方法的图32.2动画演示吧，更加激动人心的发现就这样出现在我们面前。看！只要是同一时刻光，无论光源在天文数轴上的任何点上，同一时刻光始终是同一时刻光，比如图中上下两个天文数轴上同时显示的50亿年时刻光，就是光源在天文数轴上无论任何点上所反映出来的50亿年时刻光，它不可能因为光源在天文数轴上具体位置点变化而改变。当我们按比例缩小在天文数轴上的这种光（电磁辐射）传播现象回归到宇宙中，我们就有充分理由去比较出宇宙中的任何点或地方的同一时刻光，不仅如此，我们也有充分理由去比较出宇宙中的任何点或地方的任意时刻光，它们不外乎就是与光源有关，与光源所在空间位置无关的光（电磁辐射）传播的某一时刻光罢了，根本就没有什么那么深奥的奥秘可言，这就是我们的宇宙。

伤我心太深

学习了