解析宇宙學導論
第一章 引 言
§1.5 周堅紅移定律與哈勃定律的聯(lián)系與區(qū)別
周堅紅移定律或哈勃定律要通過實驗進行驗證是非常困難的，就宇宙學紅移來說，太陽離我們最近，基于周堅紅移定律的計算，它的宇宙學紅移都在10的-15次方的數(shù)量級上，在這個數(shù)量級上的宇宙學紅移，在目前科技水平上是不可能觀察到的，然而，在人們發(fā)射的深空探測器在沖出太陽系的過程中，人們已經(jīng)實實在在地感覺到了它的存在，那就是“先驅(qū)者號異常”現(xiàn)象，正因為人們不知道產(chǎn)生這種現(xiàn)象的真正原因，因此說它是“異常”現(xiàn)象。
由于宇宙學紅移的特殊性，在實驗室里想通過做實驗的方法來驗證周堅紅移定律的正確性與否已經(jīng)不現(xiàn)實了，但在自然界中是否有類似現(xiàn)象呢？我們知道，聲源相對聽者的運動會使聽者感覺到聲波的變化，而光源相對觀測者的運動同樣會使觀測者發(fā)現(xiàn)光波的變化，但光源如果相對觀測者很遠很有，比如相隔10億光年或100億光年以上，那會出現(xiàn)什么情況呢？這個問題誰也說不清楚，然而，在仔細觀測自然界就會發(fā)現(xiàn)，在自然界中還真的確確實實存在這種類似情況，那就是濃霧天氣。
霧是指貼地層空氣中懸浮的大量水滴或冰晶微粒的乳白色集合體，使水平能見度距離降至
按水平能見度大小，霧的強度可以劃分為5個等級：①水平能見度距離在1～10公里之間的稱為輕霧。 ②水平能見度距離低于1公里的稱為霧。③水平能見度距離200～500米之間的稱為大霧。④水平能見度距離50～200米之間的稱為濃霧。⑤水平能見度不足50米的霧稱為強濃霧。
能見度：是反映大氣透明度的一個指標，能見度多少米定義為具有正常視力的人在當時的天氣條件下還能夠看清楚目標輪廓的最大距離。
現(xiàn)在就讓我們置身于濃霧天氣中來觀測一下筆直公路上川流不息的汽車過往情況吧。
假設濃霧的能見度是137米，對于向我們開來的汽車來說，它首先以一個模糊點出現(xiàn)在人們的視覺里，而后隨著距離我們越來越近，這個模糊點就越來越清楚，我們也逐步看清是什么車，直到看清車牌號等，而對于背離我們開去的汽車來說，剛好相反，我們首先能夠看清是什么車以及車牌號，而后隨著距離我們越來越遠就越來越模糊，最后就變成一個模糊點，直到在我們的視線中消失。
我們知道，在能見度為137米的濃霧中，我們是觀測不到
所謂濃霧效應就是在濃霧里，我們看到的永遠只是以自己為圓心的一個半徑有限的世界。然而，這種濃霧效應是否在宇宙觀測中也是如此呢？我們不妨將濃霧效應直接應用到宇宙觀測中，我們（在地球上的人類）置身于“能見度”為137億光年的“濃霧天氣”中，宇宙中的一切天體就好比“濃霧”中行駛的“汽車”，它們的運動方向不定，有朝向我們運動的，也有背離我們運動的。
仔細對比這兩種觀測情況不難發(fā)現(xiàn)：
1 在能見度以外，雖然我們都看不到汽車，但在濃霧中我們知道那里仍然存在汽車，而在宇宙中我們雖然看不到“汽車”，但這些“汽車”應該仍然存在在那里。
2 在能見度以內(nèi)，雖然我們都能看到汽車，但在濃霧中我們看到的清晰度與相對的距離有關，而在宇宙中我們雖然能看到“汽車”這些天體，但看到的“清晰度”同樣與相對的距離有關。
3 就多普勒效應來講，相對觀測者來說，在濃霧中的聲波和光波的多普勒效應與在宇宙中光波的多普勒效應是一樣的，這是哈勃將哈勃定律直接作多普勒效應解釋的根本原因，但這種哈勃定律的直接物理意義不能解釋近距離天體的朝向觀測者運動。
4 就光的傳播情況來講，在濃霧中的光傳播受到懸浮在大氣中的大量水滴或冰晶微粒的乳白色集合體的作用而耗盡光能，而在宇宙中，光的傳播同樣應該具有降低光能的效應。
綜合上述對比，現(xiàn)在的關鍵問題是：光在真空中傳播是否同樣消耗光能。我們知道，聲波在大氣中傳播是消耗聲能的，那么，光波呢？光波呢？？近在“先驅(qū)者號異常”現(xiàn)象，遠在宇宙邊緣大質(zhì)量星系的存在，無一不與光（電磁輻射）在傳播中的能量消耗有關。具體光（電磁輻射）的能量消耗效應問題將在第二章詳細講解，敬請期待。
