抽象的
我們提出了一個新型的幾何模型,以解釋從遙遠的天體物體中觀察到的光改成的紅移,而無需調用宇宙膨脹或重力紅移。通過檢查光源,觀察者和固定參考點“上方”觀察者之間的角幾何形狀,我們證明了單獨的空間幾何形狀如何導致光的波長明顯增加光的光(紅移),這是距離的函數。我們的模型以不同角度構建三角形來說明這種效果,保持靜態宇宙並將紅移歸因於純幾何現象。這種方法為宇宙學觀察提供了另一種觀點,並邀請人們重新考慮宇宙學中的基本假設。
1。簡介
宇宙學的紅移是天體物理學中的基礎觀察,表明來自遙遠星系的光向頻譜的紅端轉移。傳統上,這種現象歸因於宇宙的擴展,導致大爆炸模型的廣泛接受。哈勃定律在銀河的紅移與其與地球的距離之間建立了線性關係,一直是一個基石,支持了擴展的宇宙的概念。
但是,不調用宇宙擴展的替代模型可以為宇宙的結構和觀察到的現象背後的機制提供新的見解。通過探索紅移的不同解釋,我們可以挑戰現有的範式並增強我們對宇宙學原理的理解。
在本文中,我們提出了一種基於三角形幾何形狀的幾何方法,以解釋靜態宇宙中的紅移現象。通過分析涉及光源,觀察者和“觀察者”參考點的特定幾何構型中的角關係,我們證明了純幾何效應如何導致光波長的距離明顯增加。
2。幾何框架
我們的模型是基於三個基本原則的:
1。靜態宇宙
假設:宇宙沒有擴大或收縮;隨著時間的流逝,其大規模結構保持恆定。
含義:這使我們能夠將觀察到的紅移效應歸因於宇宙擴張以外的其他因素。
2。直線光傳播
假設:除非受到重力場或其他力的影響,否則光線在直線上穿過空間。
含義:這將模型簡化為經典的歐幾里得幾何形狀,使計算和解釋更加簡單。
3。角幾何
假設:由於光源,觀察者和固定的參考點“上方”觀察者之間的幾何配置而產生。
含義:通過檢查這種配置中的角度和側面長度如何與距離變化,我們可以將這些幾何變化與觀察到的波長的變化相關聯。
3。基於三角形的紅移機制
三角形結構
我們構造一個右角三角形,以建模光,觀察者和固定點之間的幾何關係。
頂點:
S(來源):遙遠的天體發射光。
O(觀察者):檢測到光的位置(例如,地球)。
p(垂直點):一個位於固定垂直距離\(h \)“上方”觀察者\(o \)上的點,形成\(o \)的直角。
邊:
\(d \):源\(s \)和觀察者\(o \)之間的水平距離。
\(h \):從觀察者\(o \)到point \(p \)的固定垂直距離。
\(l \):將源\(s \)連接到point \(p \)的斜端。
源的角度(\(\ theta \))
定義:\(\ theta \)是源\(s \)的角度\(d \)和\(l \)之間的角度。
距離行為:隨著\(d \)的增加,\(\ theta \)減小,導致三角形變得更加伸長。
對波長的影響
假設:側面\(l \)的延長對應於光線傳播的路徑長度的有效增加,從而影響了觀察到的波長。
機制:在源處的一個較小的角度\(\ theta \)導致較長的斜邊\(l \),這與觀察到的波長的拉伸相關,從而導致紅移。
4。數學表示
4.1三角關係
對於右角三角形,帶有側面\(h \),\(d \)和hypotenuse \(l \):
l = \ sqrt {d^2 + h^2}
\ theta = \ arctan \ left(\ frac {h} {d} \ right)
4.2波長拉伸機構
我們建議觀察到的波長\(\ lambda _ {\ text {obs}} \)與有效的路徑長度\(l \):
\ lambda _ {\ text {obs}} = \ lambda _ {\ text {emit}}} \ left(1 + \ frac {\ delta l} {l_0} {l_0} \ right)
定義:
\(\ lambda _ {\ text {emit}} \):源發出的光的波長。
\(\ delta l = l -l_0 \):與參考長度\(l_0 \)在參考距離\(d_0 \)處相比,斜端長度的增加。
\(l_0 \):參考距離處的斜長長度。
4.3紅移表達
紅移\(z \)定義為波長的分數變化: