1、6 哈 勃 常 数 在 我 们 这 个 小 宇 宙 中 ， 取 宇 宙 中 心 作 为 参 照 点 。 那 么 ， 所 有 天 体 相 对于 中 心的 速 度 就 是 绝 对 速 度 V ， 天 体 到 中 心 的 距 离 记 为 r 。 宇 宙 半 径 大 于 a0 后 开 始斥 力 膨 胀 ， 所 有 天 体 都 在 有 心 力 场 中 运 动 。 根 据 功 能 原 理 ， 有相对于 V而言，初速度 V0 可 以 忽 略 。 上 式 积 分 后 代 入 公 式 （ 8） ， 得到即Hr =V其中（14）上面推导中假定了是恒量，使运算变得很简单。可以证明，由此产生的偏差很小，所以不影响问题
2、的结论。当 0 时，有由于 0 只有理论上的意义，所以 Hmax 是观测不到的。设天体相对于地球的速度为 V，到地球的距离为 r 。可以证明图 4 中的任意天体 A、B、C、D、 E、F 对地球 P 都存在哈勃关系。以天体 B 为例，由上面的推导得知和 于是由图中看出，上式恰好是哈勃定律V=Hr无论观测者在哪一个星系上，都会观测到哈勃定律。这是一个观测效应，因为真正的中心并不是观测者。如 果 信 号 的 传 播 是 瞬 时 的 ， 我 们 将 看 到 某 一 时 刻 宇 宙 中 各 各 地 方 的 哈勃 常 数 。 事实 上 ， 一 切 观 测 都 是 建 立 在 光 的 传 播 上 ， 即
3、所 看 到 的 一 切 都 是 经 光 速 变 换后 的 图 象 。这 意 味 着 ， 显 示 在 不 同 距 离 上 的 哈 勃 常 数 ， 是 不 同 膨 胀 年 令 的 哈 勃 常 数(附 录 2)。 这就 是 说 ， 哈 勃 常 数 和 距 离 的 关 系 不 是 简 单 的 比 例 关 系 。宇宙学红移哈勃常数的物理根源及其理论值计算作者：张志强 / 【 文章摘要 】本文在假定 2003 年 NASA 的 WMAP 对星系（或星体）的观测红移值包含了被观测星系（或星体）的引力红移和多普勒红移成分的前提下，分析了由纯粹宇宙学红移对哈勃常数的贡献，称之为宇宙学红移哈勃常数。运用 STC
4、 分析法对宇宙学红移哈勃常数进行了物理学分析和计算，并给出了计算方法和结果。在本文假定条件成立下有：1，宇宙学红移哈勃常数是宇宙信息模的另外一种表现形式，反映了宇宙已经生成的完备时空的数量（宇宙信息模）。2，宇宙学红移哈勃常数的时空数值等于宇宙信息模的倒数，即，STVH(c) = 1 / i3，今天宇宙学红移哈勃常数的数值约等于 29.4981 km s-1 Mpc-1【关键词】哈勃常数，哈勃定律，宇宙学红移哈勃常数，宇宙学红移哈勃定律，宇宙信息模，STC 分析法，完备时空，宇宙学红移，多普勒红移，引力红移，宇宙微波背景辐射。【正文】特别说明：因本文使用了物理单位时空组态，时空数值和宇宙信息模
5、的内容，请读者阅读本文时参阅后附的相关参考文章 1 - 9。引言本文的一个假定条件 红移按照物理形成机制分为如下三种：1，多普勒红移，它是由观察者和被观测物体之间的相对运动形成的，2，引力红移，它是由引力场（被观测物体的质量）造成时间膨胀而形成的，3，宇宙学红移，它是由宇宙空间整体膨胀而形成的，因此，一个观察者观测到的任一星系或星体的红移值都包含了这三种红移的成分且 2003年 NASA 的 WMAP 观测结果属于此种观测。 1， 哈勃定律和宇宙学红移哈勃定律1.1哈勃定律2003 年，NASA 的 WMAP 宇宙微波背景辐射各向异性探测项目确定的 今天哈勃常数等于：H(0) = 714 km
6、 s-1 Mpc-1因而，今天哈勃定律为：v = H(0) D根据本文假定条件，这个哈勃定律中的哈勃常数数值实际上除了宇宙学红移外，还包含了诸被观测星系或星体的引力红移和多普勒红移的成分。因此，采用这个今天哈勃常数并根据哈勃定律的计算结果就没有准确地反映诸被观测星系或星体因宇宙学红移而造成的退行速度，会与实际情况产生误差。为了准确地反映宇宙学红移单独产生的这种宇宙学效应，现在提出宇宙学红移哈勃定律。1.2宇宙学红移哈勃定律将由宇宙学红移反映的星系或星体相对于观察者的退行速度与观察者之间距离的观测规律称为宇宙学红移哈勃定律，即，V = H(C0) D其中，H(C0) 表示今天宇宙学红移哈勃常数，
7、H(C0)= 29.4981468220655936 km s-1 Mpc-1下面讨论宇宙学红移哈勃常数的物理根源及其计算方法和结果。2， 宇宙学红移哈勃常数的物理根源2.1宇宙学红移哈勃常数的物理学分析哈勃定律反映了宇宙大尺度下的一种普遍现象，属于宇宙总体物理特性之一。而其中起关键作用的今天哈勃常数是根据 NASA 2003 年的 WMAP 巡天观测项目最终得到确定的。这种属性和联系使得我们自然想到哈勃常数也许和当前宇宙时刻的宇宙信息模（n）有关。因为，根据当前宇宙时刻的宇宙信息模我们已经可以很好地计算出在任意宇宙时刻宇宙的各项总体物理特性数值。比如，当前宇宙时刻宇宙信息模的数值:i = n
8、 =7.7577806787995708 1060而这个数值就是根据宇宙 G 泡模型和宇宙微波背景辐射温度的精确观测数值（2.736K ）计算出来的。 我们也可以把这个当前宇宙时刻的宇宙信息模粗略地称为今天宇宙信息模。在宇宙总体物理特性方程及其镜像方程 / http:/ 一文中给出了计算宇宙各项总体物理特性数值的公式A(u) = (nd)A(G) = (nd)|A(G)|dimA 在此 ， 为系数 ，A(G)是物理量 A 的 G 度规 ，|A(G)| | 是 A(G)的模值 ，dimA 是 A 的量纲式，其时空组态为 STC(dimA) = B ma s-b ；d 的取值规则为 ： 当 a-b
9、 = 0 , 1 时 ，d 取 0 或 1 ；其它情况下 ，d = a-b 。n 表示当前宇宙时刻的宇宙信息模，且 n =7.7577806787995708 1060使用这个公式可以统一地计算了今天宇宙的各项总体物理特性数值（20 项），结果很好。基于这样的背景，我们现在先使用 STC 分析法对哈勃常数给出时空分析。取哈勃常数为 H(0) = 71 km s-1 Mpc-1根据 STC 分析法对它进行时空数值分析如下：STV H(0) =STV 71km s-1 Mpc-1 = STV71103 m / STVs STV3.085681022 m = 71103 / (0.741619848
10、70956621043)( 3.085681022)= 71 / 2.28840153476613421062=31.026023589542787410-62=0.310260235895427810-60即，STV H(0) =0.3102602358954278 10-60而今天宇宙信息模的倒数等于1 / n = 1 / 7.7577806787995708 1060 =0.128902844950592010-60比较两者，并考虑到今天哈勃常数中含有引力红移和多普勒红移的成分，实际纯粹由宇宙学红移对哈勃常数的贡献要小于今天哈勃常数的数值。2.2今天宇宙学红移哈勃常数的定义定义纯粹由宇宙
11、学红移对哈勃常数的贡献部分叫今天宇宙学红移哈勃常数，用H(c0)表示。今天宇宙学红移哈勃常数的时空数值等于当前宇宙时刻宇宙信息模的倒数，即，STVH(c0) = 1 / n其中, n 表示今天宇宙信息模，且 n =7.7577806787995708 1060 3， 宇宙学红移哈勃常数的计算根据上述分析，下面给出今天宇宙学红移哈勃常数的计算方法和计算结果。令，H(c0) = x km s-1 Mpc-1 根据今天宇宙学红移哈勃常数的定义有：STV x km s-1 Mpc-1 = 1 / n = 1/ 7.7577806787995708 1060于是有： x =STVs STVMpc / n
12、 STVkm = (0.74161984870956621043) ( 3.085681022) / (7.7577806787995708 1060) 103=0.294981468220655936102=29.4981468220655936即，x = 29.4981468220655936因而，H(C0)= 29.4981468220655936 km s-1 Mpc-14， 宇宙学红移哈勃常数的演化宇宙信息模随着宇宙的演化（完备时空持续不断地生成和积累）而增加。宇宙信息模的数值是自然数，且i = 1, 2, 3, , n , , 0.551086关于完备时空，宇宙信息模，当前宇宙时刻
13、宇宙信息模的求解方法和宇宙演化的基本物理过程请参见本文附录文章 9，文章 8，文章 7。于是有：4.1任意宇宙时刻宇宙学红移哈勃常数的时空数值对于任意宇宙时刻宇宙学红移哈勃常数的时空数值等于该宇宙时刻的宇宙信息模的倒数，即，STV H(ci) = 1 / i其中，i = 1, 2, 3, , n , , 0.5510864.2 任意宇宙时刻宇宙学红移哈勃常数任意宇宙时刻宇宙学红移哈勃常数 H(ci)等于H(ci) = 2.28840153476613421062 / i km s-1 Mpc-1注：因 x = (0.74161984870956621043) ( 3.085681022) /
14、i 103 = 2.28840153476613421062 / i 4.3 宇宙学红移哈勃常数的时间函数形式因在任意宇宙时刻，宇宙具有的时间总量等于i t(G) = i | t(G)| s = i ( 1.34839972492648411043 s )而 i t(G) = i | t(G)| s = 1因此，H(ct) = 2.28840153476613421062 / STV(t) km s-1 Mpc-1其中，t 表示宇宙在第 i 个完备时空生成时产生出来的宇宙的时间总量（即对应于该完备时空的宇宙年龄），单位是秒（s）举例计算今天宇宙的时间总量（宇宙的年龄）等于t= n | t(G)
15、| s= (7.7577806787995708 1060) ( 1.34839972492648411043 s )=10.46058933333333331017 s =3.31703111787586661010 年。因此，今天宇宙学红移哈勃常数H(ct) = 2.28840153476613421062 / STV(t) km s-1 Mpc-1= 2.28840153476613421062 / STV(10.46058933333333331017 s) km s-1 Mpc-1=（2.28840153476613421062 / 7.7577806787995708 1060 ）km s-1 Mpc-1=29.4981468220655936 km s-1 Mpc-1从以上分析结果看出宇宙学红移哈勃常数会随着宇宙演化的进行（宇宙信息模的数值增大），随着宇宙年龄的增长而变小，观测表象会出现宇宙膨胀会随着宇宙的演化进行而减速。另外，这种变化的幅度很容易根据上式计算出来（计算过程略），只是这种幅度变化的速率太小，以至于相对于人类的自然科学文明史而言可以忽略不计。
