宇宙双子理论

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宇宙双子星宇宙学(第10页)

13)红移和具有可变光速的罗伯逊-沃尔克度规。

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已经介绍了从红移z推导距离的方法,使用的是“可变常数”。参见参考文献[13],第3至7节。下标1表示发射源,下标2表示接收器。例如,c₂是光速的当前值,即在天文台测得的值。假设里德伯常数(氢的电离能)遵循(94)

然后我们得到:

(95)

方程95

选择g = 1以得到经典值。

将函数1/R(t)展开为关于(96)的级数,得到:

(97)

方程97

这其实就是哈勃红移定律,在这种光速可变的条件下仍然适用。通过测量d₂、c₂和z,可以推导出所谓的哈勃常数,即宇宙的年龄。

(98)

与标准值相同。然后评估到物体的距离d₂:

(99)

方程99

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当z趋向于无穷大时,我们得到宇宙学视界3/2 c₂ t₂,这比标准值3 c₂ t₂小两倍。如果我们把当前模型与EdS模型进行比较,对于距离,得到的比例是:

(100)

方程100

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对于z值较小的情况,它们是相似的,如下面的图所示。对于z值较小的情况,从当前模型推导出的距离略大。

当z = 1.5时,h接近于1。然后,当z趋向于无穷大时,h趋向于0.5。对于z < 2.5,两种距离评估的差异小于5%。

图20:当前模型和爱因斯坦-德西特模型的距离,以及这些距离的比值h,与红移的关系。

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在参考文献[14],第3节中,计算了遥远物体的角尺寸随z的变化。对于EdS模型和固定尺寸的物体,规律是:

(101)

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这个z的函数在z = 1.25时有一个最小值,然后f随z线性增长。图21解释了为什么它会导致对大z值的f的高估。

图21:为什么经典模型高估了大红移物体的角尺寸。接收到的测量值对应于“化石”角尺寸,当时物体更近。

在当前模型中,情况基本不同,因为物体被假定随着宇宙一起膨胀。参见图22。

图22:当前模型:光沿着测地线传播。角尺寸保持不变。

相应的公式是:

(102)

方程102

当z趋向于无穷大时,f趋向于一个常数。

请注意,在我们的模型中:

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在参考文献[14]中,这被用来将当前模型与EdS模型进行比较,应用到射电-QSO数据(Barthel和Miley,1988 [35]),给第一个模型带来了一点优势。显然,单一的测试,涉及对观测物体性质的许多假设,不能验证模型。参见参考文献[14]中的讨论。