論引起宇宙中星系之間視向退行機制——四維宇宙空間引力場中星系運動在三維空間的投射

引起宇宙中星系間視向加速退行的機制有許多，這些機制背後的根本原因只有一個，那就是引力。天文學家思維也和普通人一樣認為：無論是星系之間的引力還是宇宙中心引力場都應該是使得星系之間越來越近、而不是越來越遠。這是完全錯誤的認知，這是臆斷，不是建立在理性思維基礎上的。稍加計算就能發現實際結果是完全相反的。星系間的引力作用和宇宙中心引力場都可以造成星際間視向加速退行。

在用牛頓萬有引力定律計算宇宙中的星系在引力場的運動軌跡時，我們首先應該借鑒對現有宇宙對星系觀測的數據建立正確的恆星質量分布模型；我們應該至少建立兩個類型的模型，一個是無限平直的宇宙空間模型，另一類是封閉有限的四維宇宙空間模型。

在無限平直的宇宙模型中，將恆星按照質量大小比例按照目前觀測到的恆星質量最大和最小之間成正態分布，隨機布置，密度為每立方光年1顆。恆星按質點考慮，只計算1億光年為半徑單位球體內的每顆恆星的運動軌跡（不考慮恆星的演化造成的質量變化），假設t=0時，所有的恆星都是靜止的均勻的分布在宇宙中的，不考慮廣義相對論的效應，按照牛頓引力定律編程計算每一顆恆星的運動軌跡，然後利用3D動畫模擬0至100000000年間的恆星運動軌跡，每400年截取一個宇宙恆星位置的畫幅，以每秒25幀進行播放，在不到三個小時的時間內，你將會看到第一種模型宇宙中質量小的恆星開始向它身邊質量大約逐漸靠近，逐漸形成小星系，小星系被附近質量更大一些的星系吸引形成大星系比如銀河系和仙女座星系等，銀河系、仙女又被更大星系的質量中心吸引形成本星系團；許多的像本星系團又相互吸引聚集成超本星系團……所以我們就觀測到了星系間加速遠離，而且各向同性。這就像海洋里的魚群不斷聚集，越來越大，海洋越來越空曠，魚群間距越來越遠。

第二種模型的宇宙空間是四維的，必須要考慮廣義相對論的影響，分別假設宇宙中心的質量分別為宇宙總質量的60%,50%,40%,30%四種情況。如果將其投射在三維空間，就是和哈勃太空天文望遠鏡所觀察到的運動規律一模一樣！所有的星系（本星系除外）都在加速遠離，星系相距越遠離開的速度就越快，而且都朝向離它最近的太空深處奔去。這裡告訴大家一個定理：一個由中心質量源所封閉的四維空間，其中心奇點投射在三維空間時，呈現為該三維空間球形邊緣的內表面的任一點。也就是說該中心雖然只有一個點，但它可能出現在該三維空間邊緣的內表面每個位置上，但是只有你在觀測其中具體一個星系或質點的運動時，它才會有確切的位置。（這一描述適用解釋所有的具有質量的奇點（包括各種基本粒子）在三維空間的投射行為，也稱之為西迪定理，該定理是將西迪發現的具有質量奇點的有限四維空間其奇點投射在三維方尖碑模型上用歸納法證明的）。

由於我們所在的五維宇宙時空、四維宇宙空間展現給我們人類可以觀測並嘗試理解的三維空間上的投射是如此的魔幻，可能一時不好理解，在這裡用降低一個維度的二維勢阱舉例，以便於大家更好的理解。假設整個地球表面被海洋所包圍，開始，在平靜的洋面上沒有漏斗，也沒有洞，海洋深處均勻地生長著各類的魚群。突然間，海洋中有了個大洞，海水急速流入帶動著周圍海水旋轉，漩渦旋轉的越來越快，漏斗越來越深……旋渦中的魚群觀測前後左右的魚群都是相互退行的，越是靠近旋渦中心相互退行的速度越快。

在四維的宇宙中心同樣存在著類似的引力勢阱，所有的星系都在向其加速運動。由於其引力中心的身影投射在三維天穹的深處的每一點上，因此我們觀測到的每一個星系運動方向都是朝向它所感知的那個中心點的位置。

還有一個宇宙模型類型在這裡沒有涉及，這個類型就是無中心質量源的多黑洞封閉有限宇宙。在這個模型中，廣義相對論空間佔主導地位，因引力場方程自變數太多，模型建立和求解太複雜在此作罷。但仍可以預測無論該宇宙模型空間是靜止還是收縮，星際間視向加速退行是常態。

綜上分析，得出如下結論：1平直無限宇宙中的星系之間加速退行是恆星之間引力相互作用的結果；2在具有點中心質量源的封閉有限四維空間宇宙中，遠離中心點的星系之間加速退行的原因主要是星際間引力的相互作用，而宇宙中心質量源產生的引力場對靠近中心的星系間加速退行的影響是及其重要的，中心質量越大對星系間的加速退行的影響就越大，距離中心越近星系間的退行的速度就越快。