发信人: bsese()
整理人: bsese(2000-07-09 20:02:20), 站内信件
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类星体是微积开概念的发源地(1)
包学行
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为什么说类星体是微积开概念的发源地呢?因为最初的微积开概
念是在思考类星体问题而产生的。
一、微对数概念的萌芽
1975年的一天,我看到了《物理学的未知世界》一书,其中一段
关于类星体的描述吸引了我,当时我曾将此段摘于我的笔记本上:
宇宙扩张 红移规律使我们能够精确地计算出……,计算结果是,
星系间的距离每增加1024厘米,离散速度每秒钟就加快55公里。
当时我还不知道计算星系距离与红移的关系的哈勃定律的,因很
想马上算一算星系距离与红移的关系,我想星光在辽阔的宇宙空间传
播,总不可能一点能量也不损耗,设星光经传单位距离后,光子的能
量有一非常小的损耗率 b,也就是星光经传播单位距离后能量变化倍
率 1-b, 而红移为 Z 的星光从发出传播至地球其能量的变化倍率为
1/(1+Z),
设以 c 为单位距离,那么星系距离 r 与红移 Z 的关系为
r = c log(1-b)[ 1 / (1 + Z) ], (1)
后来知道了哈勃定律后,才知与我的上式不一样,我当时因还未学过
对数的换底公式,就将上式原封不动地写信告诉了紫金山天文台。紫
金山天文台回信告诉我对此式非常感兴趣,他们用大量的QSO数据对
该式作了验证。
后来我就把此事告诉了我的几位朋友,他们分别是工农兵学员与
高中生。是工农兵学员的朋友说这个问题我们是用微分方程解的,你
怎么用初等数学的对数方法解出了;是高中生的朋友说你这个公式用
对数换底公式换底后会简化。
是工农兵学员的朋友用微分方程再解了一次这个问题,是高中生
的朋友用对数换底公式将我的公式换底后,二人的结果完全吻合。
从此我就开始自学高等数学,后来:我用幂级数展开了(1)式,
发现在 Z << 1 时,匆略高次项保留一次项后(1)式即简化为哈勃
定律。我又找到了中国科技大学天体物理组的一篇关于类星体统计分
析的论文,他们得出的结论为:红移与距离的关系是
r ∝ Z - 0.19Z^2, (2)
在 Z > 1 时与哈勃的线性关系有明显的偏差。
但我在比较了(1)式展开式系数与(2)式系数的差异后,使我
意识到类星体的红移 Z 中不仅仅只包含与距离有关的红移,而且还
包含与引力有关的红移,只有分离出了引力红移后,才能得出正确的
类星体距离。
于是我就要寻找引力红移公式,但手头一时找不到,只好自已推
导,结果在推导中产生了定积开(它不是定积分)概念。
未完待续,下续为:二、 定积开概念的产生
摘自“微星哥们”主页 http://person.zj.cninfo.net/~bao/
中“类星体是微积开概念的发源地”一文
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