论哈勃常数及其宇宙时空的观测界限

沈乘宇广西国扬投资有限责任公司 广西柳州 545001

论哈勃常数及其宇宙时空的观测界限

沈乘宇
广西国扬投资有限责任公司 广西柳州 545001

自从1929年哈勃发现天体间星系恒相远离的现象后，对于宇宙在膨胀且始于一点中心源于一次的宇宙大爆炸理论学说得以形成，又由于宇宙物质存在年龄以及微波背景辐射的发现，从而又使这一理论学说得到进一步的支持，因此人们在认同这一宇宙学说的同时，就已经基于哈勃常数作为各种宇宙参数的计算依据，我们可以从现代多种天文书刊资料中看到，人们所采信的宇宙年龄，星系的退行速度以及观测距离甚至于宇宙物质密度等参数都无不与哈勃常数直接关联,哈勃常数事实上已经成为大爆炸宇宙学说的理论原由和计算基础。尽管在过去的数十年中，哈勃常数曾有很大的误差并作过多次修正，也尽管90年代初大爆炸宇宙理论出现过“宇宙年龄危机”（即宇宙年龄小于遥远星系观测光年的矛盾）等的问题，但人们始终没有改变对哈勃常数的信念和应用，尤其在其他宇宙理论尚未有新的研究成果以前这一常数只能成为宇宙唯一的解。

然而，哈勃常数的应甪毕竟是局限在人类测量手段所能到达的最大范围内，在这个范围内我们暂且不去考虑哈勃常数的正确性以及测量结果的精度如何，而首先应该考虑的是，在这个较小的范围内星系团（或星系群）内部与邻近星系团（星系群）之间存在的引力影响，这个引力影响因素肯定不涉及大爆炸宇宙的遥远天体，也就是说基于哈勃常数所计算的宇宙参数与遥远星系不一定有关，即不一定适用于整个宇宙空间或成为宇宙起源真正的解，由哈勃常数计算的结果引起了宇宙年龄与遥远星系年龄之间的矛盾问题就充分说明了这一点。

宇宙年龄与星系年龄相矛盾是一个低级简单的问题，这个问题早在哈勃常数应用不久就已经存在，读者可以从90年代以前的天文科学书刊和资料中都可看到类似的信息报道和记载，如某某科学家发现了离地球200亿光年的星系，或者发现了150亿光年的类星体等等。对于这些发现只要有一点物理常识的人(不必有很多天文知识)认真分析一下就会认为这是根本不可能的事。这个非常浅显低级的问题，读者可以从以下很简单的说明得到理解：

人们通常宣称发现200亿光年（或更远现以200亿光年为例）以远的星系的说法都同时具有三个含义；一是被观测到的（或被看到的）光信号在太空中存在并行走了200亿年的时间；二是发光星系至少产生于200亿年前；三是该星系发出被观测光信号当时的位置与现地球的距离有200亿光年的尺度。现在我们把这三个含义与宇宙大爆炸论联系起来分析：宇宙大爆炸大约发生在150亿年前左右,也就是说所有星系150亿年前还共处一点尚未分离,或者是说地球150亿年前与任何星系的距离为零，大爆炸后星系开始分离,但由于星系的分离膨胀以及星系光信号传递到地球时间的滞后,总使得我们所观测到的星系并不是观测时的星系,而是若干年前的星系,所观测到的距离不是星系的实际距离,而是观测距离,这点人们都很清楚也是这样认为的,只是人们没有注意到的是,所发现的星系逾远,其光年数逾大，光年数逾大则该星系发出光信号时的年龄逾小，同时也说明它当时离大爆炸分离始点逾近，它离大爆炸分离中心逾近反而说明离我们地球逾近。以人们发现遥远的150亿光年星系(更不用说比150亿光年更远的星系了)为例,这个星系被发现的当时位置应该就在大爆炸分离始点附近，不用说150亿年前地球的所在位置以及当时地球与该星系的距离为何，读者己可想而知，现我们暂不追究这些问题,而是首先分析现今地球与150亿年前的星系（指大爆炸宇宙论所设立的星系）距离是怎样一种概念。

请读者注意这样一个简单道理，即假设大爆炸时地球与所有星系的膨胀分离速度为光速，并且现今地球的位置就处在宇宙的边缘上，而现今地球与大爆炸分离始点的距离也不超过75亿光年，也就是说现今地球与150亿年前任何一个遥远星系的视向距离都不能超过75亿光年，75亿光年是现今人类的可观测极限，这个极限值还必须是假设地球与星系的分离为光速，否则人类可观测的最大距离还要小。

其实地球与星系的分离时间也正是大爆炸宇宙的年龄，而很多人却相信观测到了宇宙年龄数光年以远的天体，这是幼稚可笑的，因为观测星系距离光年数也仅是光行时间，而地球与星系分离的更多时间被忽略了。我们必须认为，大爆炸宇宙年龄与遥远星系观测距离(或称为观测年龄)是不能随意可定的,而必须是由简单的光学传播速度和发生时间参数确定的，这是一个硬道理。正如我们在音乐厅听音乐一样，当我们在前排时可能只能听到音乐在a秒前发出的音乐，而当我们在后排时则可能只能听到b秒前时发出的音乐，两位置之间的听觉时间关系是由声音的传播速度和视听距离确定的，与我们的听觉本领以及声音强弱完全无关。这个道理也正好解释，我们可以观测到150亿年前的星系,但不可以观测到75亿光年以远的星系，150亿年前星系所发出的光信号早在75亿年前就已经超越地球，而只能被人类的祖先所看到，而现今人类是不能观测得到的，这与人类的观测能力和星光的强弱毫无关系。人们往往对这个很基本的物理问题模糊不清，这种错觉导致了宇宙年龄与星系观测年龄(观测距离)之间的矛盾和危机。

在“宇宙年龄危机”出现后，人们开始意识到遥远星系的视向观测光年数(以下简称观测年龄)大于宇宙年龄数是一个严重矛盾问题，但还是不知道问题严重到何种程度，也找不到问题的根源。为了弥补“宇宙年龄危机”这个理论上的漏洞，人们用增大宇宙年龄数(由原来的120亿年增大到150亿年左右)和缩小遥远星系观测年龄数(由原来最远的200亿光年缩小到140亿光年或宇宙年龄的8%左右的光年数)的人为调整方法来达到解决矛盾的目的，1997年以后,人们认为这样的调整已奏效，矛盾和问题已不复存在。然而，人们的结论可能过于轻率,因为宇宙年龄与遥远星系观测年龄之间的矛盾不止是大小多少的问题,而是宏观天体的基本物理运动学问题和逻辑规律的问题,人们不可能通过简单粗俗的手段来获得解决,依据不足的表面调整只能隐藏更深的矛盾和产生更大的误区。

实际上大爆炸宇宙年龄以及遥远星系年龄的问题是大爆炸宇宙论的原始和根本性问题，这关系到与大爆炸宇宙的诞生时间、边界范围、宇宙物质密度以及宇宙开放等新理念的吻合，如果连这个简单基本的问题也解释不清，那么始于一次和源于一点的大爆炸宇宙理论是难以置信的。

既然哈勃常数是大爆炸宇宙的基本理论，而它所存在的问题又是那样的显而易见，所以审视和论证大爆炸宇宙理论我们将从哈勃常数开始。我们除了在本文中运用简单的数理原理给予哈勃常数存在的问题讨论分析外，我们也还将在下篇文章《论大爆炸宇宙学说及其模型》中全面论述大爆炸宇宙学说，以证明该学说各种证据的可能性和正确性。

一、大爆炸宇宙模型及基本原理

为了尽快引起读者对本文的关注和兴趣，在正式进入讨论主题之前，我们首先将本文分析讨论所得到的最后结果告知读者如下：

*宇宙年龄与遥远星系观测年龄之间的矛盾产生根源在于哈勃常数本身物理逻辑上的错误。

*哈勃常数与宇宙大爆炸无关,哈勃常数与哈勃定律是不能同一而论相互矛盾的两个概念。

*星系的视向距离与视向速度没有必然的线性正比关系，除非宇宙大爆炸理论不成立，否则宇宙就不可能有哈勃常数各向同性的现象存在。

*如果宇宙来自大爆炸，那么人类的最大观测半径小于宇宙年龄数的三分之一。

*如果宇宙大爆炸理论成立，那么宇宙的膨胀以及星系的分布一定是各向不同性的和不可能对称的，这一模型理论与实际观测相矛盾。

以上所给出的结果实际上也是本文需要论证的命题，为使读者很顺畅地读解这些命题的论证过程，我们先从大爆炸宇宙论的基本论点谈起。

图1

大爆炸宇宙论的基本理念是：我们的宇宙(时间与空间)起源一次且始于一点的宇宙大爆炸，无穷小的宇宙时空从这一点开始膨胀,密度无穷大的宇宙物质也从这一点开始相互分离和高速（近光速）退行，宇宙大爆炸后，所有物质仍然具有巨大的能量，这些能量产生巨大的膨胀力不断加速宇宙物质和时空的膨胀，从大爆炸理论上分析，星系物质的能量对宇宙的加速膨胀作用力完全可能持续至今。此外物质巨大的质量也产生了巨大的惯性力，能量的膨胀力和质量的惯性力是所有宇宙物质引力的反向不平衡力，即是大爆炸宇宙星系物质保持分离状态的动力。

大爆炸论对宇宙状态的描述是：宇宙物质在大尺度的空间分布是基本均匀的，如图(1)所示为膨胀中宇宙的一个截面，黑点代表膨胀着的星系物质,这些星系物质在能量膨胀力和质量惯性力的作用下沿着各自的方向向宇宙外围膨胀,图(1)是我们在大爆炸宇宙论的有关书刊资料上摘录下来的,我们认为这种膨胀宇宙模型的描述与始于一点大爆炸宇宙论的原理是吻合的。但有些宇宙膨胀论学者为了解释宇宙物质分布各向同性的观测现象，认为宇宙的膨胀是无中心的空间膨胀，即宇宙星系物质的膨胀是托在空间上的膨胀,而且是纵横方向平行地膨胀，我们认为，这些无中心的宇宙膨胀观点及模型与图(1)的大爆炸模型原理上是有差异的,即与始于一点的大爆炸宇宙理论是相矛盾的，首先，如果宇宙的膨胀是空间托着星系的膨胀，那么所有星系的膨胀速率都应是一致的，但这与“离我们逾远星系速率越大”的哈勃定律相矛盾；其次，如果把宇宙的膨胀解释为纵横平行无中心的空间膨胀，那么各星系的运动方向线并不是相对于一点，而是相对于无穷多点，这从运动速度合成的几何分析数学上理解，无数多个宇宙星系的膨胀运动方向线是相交于多点的，有相交就有相碰，宇宙的膨胀根本无法像现实的情形进行下去，宇宙将会大乱，充满碰撞。以此推理，宇宙的膨胀无论是空间的膨胀还是物质本身的膨胀，膨胀方向线只能相对于一个中心指向多个方向，否则就不可能！再具体一点说，所谓宇宙膨胀是指由密向疏的膨胀，要使宇宙有序膨胀（即星系互不碰撞的宇宙膨胀）就必须具备两大重要原则：l、所有星系的膨胀必须是相对一个中心指向多个方向；2、膨胀速率只能是前快后慢，密度必须是前疏后密，即速率和密度各向不同性。这一特性与停在路口等绿灯的汽车队通过路口的展开运动道理是一样的，必须是前快后慢、前疏后密，否则就是平移运动而不是展开运动了！这两大原则是最基本的运动学和几何数学逻辑，违反这一逻辑将不可能。

由于大爆炸宇宙模型采用具体宏观的物理证据，例如大爆炸中心、时间开始、视距离、离子状态、温度、星系膨胀速率、光谱红移、微波背景辐射、大爆炸余热，等等，因比我们也只能认为宇宙大爆炸是具体有理的事件，而不是捉摸不定的抽象无理的事件。

有些宇宙膨胀论学者不乐意用具体形象的模型和事物去描述宇宙大爆炸的膨胀，而是试图用更抽象的概念去解释宇宙的膨胀运动，这些观点有别于具体的大爆炸宇宙学说，但这些观点势必要否决所有的宏观和具体的证据，也包括微波背景辐射和哈勃常数，显然毫无实质性意义，只可能造成大爆炸宇宙学说的模糊混乱。为使我们本篇和下篇文章的论证合乎规则，也为使大爆炸宇宙理论不至于变成一个飘浮不定或混账狡辩的理论，我们必须依据现有的大爆炸理论明确如下定义：

1、宇宙始于一次和源一点的大爆炸是具体事件，而不是抽象事件，大爆炸中心是大爆炸宇宙的唯一始点；

2、大爆炸宇宙理论所采用的星系分离运动、分离时间、光波波长红移量、大爆炸宇宙年龄、哈勃常数、温度、大爆炸宇宙余热、微波背景辐射、星系物质、等是具体的有理概念，而不是抽象的无理概念。

我们将在本文从基本的数理原理和逻辑上论证大爆炸宇宙的年龄及哈勃常数。

二、论证步骤

（一）等效坐标系及函数关系的建立

假设我们在通过瞬间观测星系点与地球的连线上建立一个只有X轴的坐标系，坐标系上的地球与参考星系（或瞬间观测星系）相对于坐标系作相互分离(退行)运动,坐标系相对于宇宙空间的运动状态与坐标系上质点的运动状态无关。实际上这样一个瞬时等效坐标系也称为相对坐标系，为简便我们还是称为S坐标系，如图(2)所示，它的说明如下：

图（2）S系

X轴

X轴是过地球A点和参考星系（或瞬间观测星系）B1点的连线或延长线上所设立的一条S系坐标轴。AB1直联线是人类观测星系B1的视向线，沿着这条视向线我们始终都能观测到a年前的星系B1,并且始终都能观测到星系退行速度V（或叫分离速度）在这条线上的变化,所以把S系的X轴设在AB1直线或延长线上是恰当的。由于我们只考虑三个参数(星系视向分离速度V和分离总时间K以及光传时间a)在S系X轴上发生的变化量，所以Y轴无需设立,S系实际也只是有X轴的坐标系,这对我们建立函数关系更为有利。

B1点

宇宙大爆炸后，由于宇宙膨胀星系B与地球的分离以及光信号传播时间的滞后,这使得我们在地球A上观测参考星系B时,总是只能看到它在a年前所发出的光信号,以及它以视向退行速度V远离地球，所以我们把B1点称为a年前参考星系B的所在位置点，又称为星系B的曾在坐标点，同时B1点又是我们观测星系B时的相对瞬时静止点，作为X轴的坐标原点。

A点

A点为地球观测位置点，(一般称为观测位置点)，我们正是在这点上观测到星系B沿着X轴方向以视向退行速度V（或叫分离速度）远离而去，以及根据星系B在X轴方向上的速度、距离和时间的相应变化，虚拟地球A和参考星系各个时期所在X轴上的等效坐标位置点。A点和B1点的观测距离为AB1＝a.C（a为星系B在B1点时的光信号到达观测者位置的时间，C为光速）。aC也为视向距离。由于S系X轴始终设在AB1连线上,所以这一距离既是观测距离又是这一距离在X轴上的等效距离。

A1点

当星系B在a年前的B1点发出被观测光信号时,如果我们假定地球A在X轴上相对于B1点的分离速度为VA(视向退行速度V＝VA＋VB)时，那么a年前地球在X轴上的等效位置A1点与现地球A点的等效距离应为：AA1=VA.a，即A1点为a年前地球A在X轴上的假想等效点。

B点

当我们在地球A上观测星系B的时候，却无法知道星系B在宇宙空间的真实方位以及它与地球A的实际距离，但我们可以假想它沿着X轴方向(即视线方向)以视向退行速度V与地球A相分离，现位于X轴上B点，它在X轴上与地球A的等效距离为AB=K.V（K为大爆炸宇宙从始至今的分离时间，K也等于大爆炸宇宙年龄T）, B与B1点的等效距离应为B1B=a.VB。式中VB为星系B相对于B1点在X轴方向上的分离速度，它与VA和V之间的关系是：V=VA+VB。请读者特别注意AB=K.V为星系B与地球A在宇宙分离时间K内相互分离所产生的X轴等效距离，这一假想的等效距离理论上不等于地球A与星系B的实际距离。而B1B=a.VB为星系B于a年前与B1点相互分离所产生的X轴方向上的等效距离,与实际距离不可等同。

当我们完成对图(2)S系上各坐标点的描述和分析后，X轴上地球与星系之间的相应坐标点以及线段关系和函数关系已经非常明朗，结果如下：

线段关系有：AB=AB1＋BB1；

即：

因为V1=VA+VB

（2式）和（3式）也可写为：

式中（V1）为视向速度，VA为地球相对B1点速度，为星系B相对B1点速度。

式中K为大爆炸至今地球与任何星系相互分离的总时间，K其实也等于大爆炸宇宙年龄T，a为被观测星系的光信号到达地球的时间，或为观测光信号传递时间。

(二)等效坐标系及数理分析

1、哈勃常数只是笼统模糊地把星系的视向分离速度归结为单纯的星系远离地球运动，即认为星系的视向速度是星系远离地球的速度造成的，而地球相对星系是静止的。我们从以上的函数公式中可以戏剧性地看到，如果这个结论成立的话，那么哈勃常数不成立！但如果这一结论不成立的话，反而哈勃常数成立！因为：

如果成立就会有VA=0和VB=V，即地球在等效坐标上的速度VA为0，星系B在等效坐标上的分离速VB等于星系的视向退行速度V。（4）式和（5）式就变为：

显然，在（6）式和（7）式中，人们越是认为大爆炸宇宙遥远的星系视向退行速度V越大（或VB很大，甚至接近或超越光速），在（6）式和（7）式中的VB就越是不能被忽略，这就使得（6）式和（7）式越不可能有哈勃常数K=a.C/V或a=K.V/C的线性关系！而且宇宙时间K比星系观测年龄a大得多！例如当星系分离速度VB趋向或等于光速C时，就有：

可见以数理函数关系得出的大爆炸的极限宇宙年龄与极限星系年龄不相等，而是相差几乎2倍！这是个违反事物逻辑的矛盾结果！除非星系系退行速度VB为无穷大，在（6）式（7）中才可能有K=a.，但这又是不可能发生的事！这就肯定地说，在星系主动退行远离地球的大爆炸宇宙中，哈勃常数不成立。

2、以上所说的是指纯粹星系主动退行远离地球的情形，但如果假设星系不动，而作为观测者所在的地球在主动相对星系退行远离的话，那么情况正好相反，即无论地球的退行速度为多少（小于光速C），地球观测者所观测到的星系视向年龄a始终都与所谓的大爆炸宇宙时间K（或T）成正比关系，即哈勃常数K=a.C/ V或a=K.V/C的线性关系！这时的哈勃常数是对的。因为当星系退行速度VB=0和地球退行速VA=V时，（4）式和（5）式就会变为：

当观测者所在的地球远离星系的速度VA趋向或等于光速C时，就会有：

K=a，即大爆炸宇宙时间等于被观测星系年龄！从两者的时间与年龄上看是吻合的！这即是说大爆炸宇宙的哈勃常数理论是在地球主动远离宇宙星系时才可能得到的结果！

然而这又是矛盾的，因为在大爆炸宇宙中，不可能都是地球（银河系）主动远离星系，也不可能都是星系主动远离地球，而应该是两种可能都存在！既然两种可能都存在，那么地球观测者对星系的观测结果（主要是光波波长）就应该是不一样的。也就是说，即使观测者所观测的两个星系距离相同（一般指方向不同的星系），退行速度也相同，但由于两个被观测星系的退行主动性不一样，因此所观测的其它参数（如光波波长和相对的时间）是不可能对应的。

从相对论的观点看，哈勃常数存在两大失误问题：一是在理论上是把大爆炸宇宙所有星系的退行分离归结为星系主动的退行分离，而并没有考虑地球相对星系的主动退行分离，但哈勃常数所给出的函数关系却是地球主动远离星系的线性关系，而不是星系远离地球的函数关系；二是在大爆炸宇宙中，没有主动分离和被动分离的坐标函数差异，只是一种简单的数理算式，一点抽象性也没有，这与大爆炸宇宙本身作为抽象的理论是相悖的，甚至与宏观的物理学理论都是矛盾的。

三、大爆炸宇宙的最大观测距离

在以上关系式中，当我们令V和VB趋向于宇宙极度(光速)时，就会得到K和a的极大值和极小值，但由于宇宙大爆炸模型所表示的并不只是地球（或银河系）与星系的分离，而是星系与地球、地球与星系的分离，因此，以上关系式不能假设V和VB趋向于光速C，而且VA+VB也不可能趋向于光速C，只可能有V1十V2趋向于光速C（V1为地球观测者相对某一方向某一个星系的视向分离速度，V2为相反方向某一星系相对地球的视向分离速度）。因此在以上关系式中，要真正找到a和K之间的关系并求得极值解，我们还必须设法消除以上关系式中未知的VA和VB，要做到这一点，我们至少要建立两个星系以上的联立参数方程,才可能得到的最终答案。

我们应当认为，地球随着宇宙的膨胀而必须朝某一方向运动，有可能走在一些星系的前面、或后面，有可能顺着星系的光信号方向（即观测者在地球上观测到的星系光信号）而行，也有可能逆着星系的光信号方向而行，而我们在图（2）S系中假设星系B与地球A相对反向退行远离，这仅是宇宙膨胀运动的一种情形，此外也还会有另外两种情形：

一种情形是在下图（3a）中，星系C与地球A运动方向相同，但星系在远离地球而去，而地球则在尾追星系，这时星系C的光信号方向与地球的运动方向相逆：

另一种情形是在下图（3b）中，星系D与地球A运动方向相同，但地球在远离星系，而星系则在尾追地球，这时星系D的光信号方向与地球的运动方向相同。

从理论上说，无论以上那一种情形的宇宙函数关系应都是一致的，或者说星系之间的分离时间K（或大爆炸宇宙年龄T）相对于所有星系的视向速度、视向距离等函数关系是不变的。根据这一设想，我们将在下图（3）中找到与图（2）对应的函数联立关系式。

图（3a）

图（3b）

现首先假设在X轴上存在另一参考星系C（如图（4）所示），相对于地球它的位置和退行方向与星系B正好相反（即星系B在观测者右边，星系C在左边），已知它的视向退行速度为V2。它在X轴坐标上各点的说明如下：

图（4）

A点

A为地球现在点（也为同时观测星系B和星系C的所在点），假设图（3）与图（2）中的A点是重合一致的，因为观测者同时看到来自两个不同星系不同时间不同方向发出的光信号；

C1点

C1点为星系C在a1年前向地球发出观测光信号时的所在位置点，当时地球在A2点；C1点与地球观测点A的距离为C1A＝a1.C （a1为星系C的观测光信号传到地球的时间，C为光速）；

C点

C为星系C的现在位置在X轴上的等效点，它与C1点的等效距离应为：CC1＝K.VC，（式中K为宇宙星系总分离时间，也等于大爆炸宇宙年龄T，VC为星系C相对于C1点的分离速度，V2＝VC－VA）

星系C在X轴上各点联线的长度及函数关系应为：

AC＝AC1＋CC1

以图（2）的（1）式加上图（4）的（4）式即得

为了求得宇宙星系分离时间K即宇宙年龄T，并求得T和a的极小和极大值，我们必须假设a＝a2（注：我们将在下节证明a＝a2时V≠V2），即我们假设选择的参考星距离相等，这样（5）式即变为：

根据速度合成原理，无论星系B和星系C在X轴上的运动方向如何，总会有：VB＋VC＝V1＋V2或VB－VC＝V1＋V2以及VC－VB＝V1＋V2于是（6）式和（7）式变为：

式中K为大爆炸宇宙星系分离总时间，K也等于大爆炸宇宙年龄T，a为星系光信号传递到地球时间，也为星系距离地球的光年数，V1和V2为己知两星系的视向速度。显然当我们得知一条直线上任意两个光年数相等的星系的视向速度后，大爆炸宇宙年龄T是可求的，反而言之，当我们得知大爆炸宇宙年龄后，星系的观测距离a也是可知的，当然问题就在于宇宙是否来自于大爆炸。

现假定大爆炸宇宙的最大膨胀速度为光速C（即V1＋V2＝C）时，我们即可得到大爆炸宇宙的最小年龄T最小与最大观测星系距离a最大的关系为：

（10）式和（11）式充分说明，如果宇宙来自大爆炸，那么人类最远的观测距离与最小的宇宙年龄是相互对应的，如当人们认为宇宙年龄为150亿年时，即使大爆炸宇宙以光速C膨胀，人类也至多能看到50亿光年以近的星系。如大爆炸宇宙的膨胀速度达不到光速（我们将在第三篇文章《宇宙力与宇宙模型》中证明任何物质都不可能达到和超越光速），那么人类的最远观测距离还要小，这与人类的观测手段和光信号的强度毫无关系，而是与大爆炸宇宙膨胀运动和光信号传播的速度有关。人们所谓观测到了150亿或200亿光年更远的星系的说法是毫无根据的，除非大爆炸宇宙年龄超过150亿年的三倍以上。其实人们发现遥远的星系距离并不来自于观测或测量，而是来自于以哈勃常数作为唯一依据的计算,这是问题的所在，为了彻底证明哈勃常数的错误性我们还须在以下讨论大爆炸宇宙膨胀星系的各向同性问题。

四、大爆炸宇宙是否各向同性的证明

根据哈勃常数“离地球逾远的星系退行速度逾快”的逻辑推理，结果是离地球逾近星系物质密度逾大，逾远星系密度逾疏，并且是各向同性的或对称的。这一结果实际上是涉及到两个意义，一是膨胀星系的速率或星系的密度相对地球的分布是由近致远增大或减小的，二是这种分布相对地球是各向同性的或对称的。如果单从某一意义上理解，我们不会发现哈勃常数任何问题，但如果将两种意义联系起来理解就会发现，大爆炸宇宙的中心就只能是地球，而不能是其它地方，并且地球相对宇宙膨胀星系是静止不动的！这不能不是哈勃常数的一个致命问题，因此，论证解决膨胀星系相对地球的分布是否各向同性、以及密度或速率是否由近致远减小或增大的问题意义重大，不仅关系到哈勃常数和大爆炸宇宙理论的吻合与否，也关系到大爆炸宇宙模型的正确与否。

我们可以通过简单的数理模型证明，大爆炸宇宙星系物质的分布只能是不对称的或各向不同性的，具体解释如下：

假设我们把两个膨胀运动星系的坐标等效在一条坐标轴上研究（即把图（3a））与图（3b）合并），即得到如图（5）的结果。

图（5）

在图（5）中，假设星系C和地球A以及星系D都朝同一方向（图中假设朝左边方向）运动，那么我们可以从图上很直观地看到：

如假设观测的两个星系距离相等，即令a2＝a3＝a

则上式变为：

这两个极为重要的结果说明，星系与星系之间的视向距离与视向退行速度没有必然的正比关系，即a1.C／V1≠a2.C／V2…≠an.C ／Vn…，即说明哈勃定律描述的“距离逾远的星系其退行速度逾快”的膨胀宇宙不成立，除非宇宙大爆炸根本就没有发生过！只要宇宙来自于始于一点的大爆炸，那么就会有走在地球前面的星系与走在地球后面的星系在视向距离相等的的情况下，退行分离速率不一定相等的结果，反过来，也会有在分离速率相等的情况下，前后星系的视向距离不一定相等的结果，这种结果必然导致大爆炸宇宙星系物质密度和光辐射强度的分布不均匀、不对称或各向异性，即在地球的某一方向上，离地球逾远星系密度逾小、逾稀疏，光辐射强度逾弱，但在相反的方向上，离地球逾远星系密度逾大，逾近反而星系逾稀疏，而光辐射较强。但实际的天文观测结果却截然不同，宇宙物质和光辐射相对地球的各向分布是基本均匀的，对称的，这完全说明哈勃常数所描述的大爆炸宇宙膨胀并不存在，除非地球正好处在宇宙膨胀的中心并相对膨胀的星系静止不动，否则，膨胀宇宙的星系和光辐射不可能是对称的或各向同性的，不可能有离地球逾近密度逾大、逾远逾稀疏的现象。

五、哈勃常数的问题所在

归纳起来哈勃常数有三大问题：

第一是，哈勃常数所计算的结果是宇宙星系相对于地球的分布密度和速率，不仅各向同性，而且离地球逾近宇宙星系的分布密度逾大，速率逾小，这一计算结果必然导致一种自相矛盾的错误结论，即地球就是大爆炸宇宙的中心，地球相对于宇宙星系的膨胀是静止不动的！请读者细想一下，这种可能存在吗？如果不存在那就只有是哈勃常数的错误，如果存在那就只有是大爆炸宇宙学说和模型的错误！

第二是，由于人类的观测水平有限，这使得哈勃常数的参数依据只能来源于观测手段所能涉及的邻近区间星系，而这些邻近星系多是受星系团或星系群引力相互影响的星系，既是受引力影响就肯定不能代表分崩离析的大爆炸宇宙，因此从宇宙引力理论上说，无论宇宙是否来自大爆炸，哈勃常数的表述都存在问题；

第三是，哈勃常数的表达式是以星系的全程分离距离中的一段距离（即视向距离a.C）与视向速度V之比去等同星系的全程分离时间K（或宇宙年龄T），而把星系的主要光信号传递时间忽略了，这显然缺乏物理运动学和光学的基本常识。

哈勃定律认为，距离逾远的星系其退行速度逾快。哈勃定律所指的星系距离显然是指星系与地球的实际距离，而不是指星系的观测距离，对于实际距离与退行速度成正比的哈勃定律，我们认为无论宇宙大爆炸理论是否成立，哈勃定律在物理学原理和逻辑上都是可以解释得过去的，但哈勃定律用哈勃常数来表述这就错误了，因为在哈勃常数H0＝a.C/V中，H0被认为是宇宙年龄（或是宇宙膨胀的全过程时间），也是一个常量，而a.C／V则是一个变量，即a1.C／V1≠a2C／V2…≠anC／Vn（在前面已被证明），这显然是不可等同的两个量。既然人们把H0当作宇宙年龄或膨胀的全过程时间，就应当在哈勃常数中采取宇宙膨胀的全路程即星系分离的实际距离，而不应当采用一段路程即星系的视向观测距离a.C。前面我们已论述过，星系的视向观测距离a.C不等于星系的实际距离，而是有可能大于或小于实际距离。当人们发现最遥远星系的分离速度己经接近光速时,星系的实际距离几乎等于视向观测距离的二倍,可见对于遥远星系来说,视向观测距离与实际距离的差别是巨大的,只有当星系与地球的距离很小分离速度又不大时,两种距离的差别才可能略等，又由于宇宙年龄对于所有星系都是绝对的同一时间，而人们在哈勃常数应用中又采取地球与星系的最短距离，因此要使这一距离与分离速度之比凑合等于宇宙的同一绝对时间,就应该采取星系最小的分离速度,但人们所采取的只是观测星系a年前的分离速度V,这个a年前的星系分离速度V对于邻近星系和遥远星系来说差别是巨大的,是没有理由确定为最小星系分离速度的。以现有的观测结果推测,一些最古老遥远的星系它们在a年前的分离速度已经接近宇宙的极大速度C，即V→C,甚至有V>C的情况。如果把等于或大于光速C的V代入哈勃常数,就会得到aC/C→a→Ho或者Ho

最近一些大爆炸宇宙论的学者又提出了该模型的新观点，即认为大爆炸宇宙的膨胀是空间的膨胀，并且是无中心的整体空间的膨胀，而不是星系物质之间相对分离运动的膨胀。这一理论观点显然与该模型最初的“当宇宙无限回放逆转时，宇宙将归缩一点，因此可推测宇宙可能起源于一点，始于一次大爆炸”以及“大爆炸宇宙存在数理奇点问题”的理论观点又有很大的改变和模糊性，我们无法得知这些学者为什么要一改初衷，可能与这些学者察觉到我们所指出的该模型的以上问题有关，这一观点粗听起来好像可行，但仔细分析起来就可发现这些学者的综合基础知识并不强，因为这一观点的问题不出在抽象理论上，而出在基本知识理论上，该观点比原观点的矛盾更突出，问题更明显，例如：

1、要有宇宙整体空间的膨胀不发生乱碰乱撞现象，宇宙的膨胀必须是相对于宇宙的某一点为中心的膨胀，即宇宙任一点的膨胀方向延长线都必然通过和交于这一中心点，否则如果宇宙各点膨胀的方向线不交于一点而是交于多点的话，那么宇宙的膨胀将难以像现在这样有条不紊。因此所谓宇宙膨胀是无中心或多中心空间膨胀的观点是违反运动几何学基本原理的；

2、宇宙无中心或多中心的膨胀的观点与大爆炸宇宙模型的基本理论原理是相矛盾的。众所周知，大爆炸宇宙理论是以现有的物理学引力理论为基础的，大爆炸宇宙学说理论认为“宇宙要么收缩要么膨胀”以及“宇宙始于一点”的逻辑推理是与物理学引力理论相符合的，因为宇宙物质只要存在引力，宇宙就只能有这两种结果，而不能有第三种结果，但现在一些学者提出宇宙多中心空间膨胀的观点试图回避“宇宙始于一点”的问题，这显然与物理学引力理论相矛盾，使大爆炸宇宙理论学说的基本原理和原始观点变得模棱两可，混淆不清；

3、既然认为宇宙的膨胀是整体空间的膨胀，而不是星系之间的相对分离，那么跟随空间一起膨胀的星系速率以及星系的间距应该是各个相等的，而不应存在像哈勃常数表述的“距离我们逾远的星系其退行速度逾快”那样的结果，或不应存在离我们逾远的星系密度逾疏的结果。当人们认为很多遥远星系的膨胀速率已超光速时，而我们地球却没有近似光速的感觉？可见宇宙高速膨胀的观点是值得质疑的。总而言之，如果说宇宙大爆炸是一个具体宏观的事物，那么哈勃常数对于大爆炸宇宙的描述就肯定违反了基本的物理运动学逻辑，如果说宇宙大爆炸是一个复杂抽象的事物，那么哈勃常数对于大爆炸宇宙的描述那就过于简单或过于机械了，这就是我们对哈勃常数的最终评价，也是我们对大爆炸宇宙学说及其模型评价的一个开始。至于宇宙大爆炸模型是否还存在其它问题，我们将在第二篇文章《论大爆炸宇宙学说及其模型》中展开更深一步的讨论。