“超光速现象”再解
论文六 作者:刘百旺 “超光速现象”已经甚大基线射电望远镜在类星体,活动星系核中多次被观测到,英国一位科学家将其解释为视超光速现象,即:当喷流以相对论性速度并与观测方向夹角极小射向观测者时,观测者将因相对论效应,观测到喷流横向速度被放大,以至超过光速若干倍,从而出现超光速现象,也就是说,超光速现象,事实上并未超过光速,超光速只是一种特殊情况下的观测效应,因而被称为视超光速现象。 然而,这一解释并不能适用于所有的超光速现象,因为依据上述条件,还应有两个伴生效应,一个是紫移效应,即观测到喷流的光谱发生紫移(朝向我们的一支,因喷流速度大于星体远离速度,因而发生紫移,相对的一支喷流发生红移),二是喷流亮度被放大的多普勒效应,即对着我们的一只喷流的亮度变强的现象,另一支喷流亮度变暗的现象,从而观测到一支喷流极亮,另一支喷流极暗,甚至是只能观测到一支喷流的情况。 在具有超光速现象的3C273中,两支喷流的长度、亮度基本一致,因而视超光速机制的解释,显然与事实不符。具体而言,按3C273的红移值0.158计算,其远离速度为47000file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/ksohtml/wps_clip_image-21802.png,而其喷流如果具备上述解释所要求的相对论速度,则其喷流速度大大超过类星体的远离速度,因而喷流应观测到紫移,另一支喷流应当具备红移,但这一现象,没有观测到,而两支喷流的亮度一个被放大,一个被缩小,即一个喷流亮,一个喷流暗,也与观测事实不符。 确定类星体的红移性质及喷流的速度,对于确定类星体的距离和解释超光速现象至关重要,因为如果类星体远离我们的速度为v,喷流相对于类星体的速度为v',喷流与我们视线的夹角为file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/ksohtml/wps_clip_image-27778.png,则观测到的两支喷流的速度分别为: file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/ksohtml/wps_clip_image-2039.png
①
file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/ksohtml/wps_clip_image-29072.png
②
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file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/ksohtml/wps_clip_image-14638.png为远离我们的一支喷流的合成速度,将发生红移,红移值大于类星体的红移,而file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/ksohtml/wps_clip_image-5555.png为射向我们的一支喷流的合成速度,file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/ksohtml/wps_clip_image-1878.png将由file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/ksohtml/wps_clip_image-21128.png的正负值决定红移或紫移。如果我们分别观测两支喷流与类星体三者的红移,就可确定类星体的速度和两支喷流的速度,并可确定喷流与视线的夹角file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/ksohtml/wps_clip_image-12177.png,这样,三者的真实情况就可确定了,其是否具备解释视超光速现象所要求的条件也可进行检验,从而检测这种解释是否正确。
就类星体的红移起因是宇宙学红移或非宇宙学红移,也可通过观测予以检测,如果类星体的红移是宇宙学红移所致,则其两支喷流和母体星都应当具有较大的红移,如果喷流的方向垂直于视线,则三者的红移应当是一致的,如果类星体的红移不是宇宙学红移,而是高速落向母体的物质即吸积物质的辐射所致,从视线上观测,是物质下落速度与星体远离速度的合成。我们通过观测红移值计算出的速度,实际上就是这种合成速度,且下落速度占的成分很大,类星体自身的远离速度,往往被这一合成速度所掩盖。类星体的红移既然是星体的远离速度和吸积物质的下落速度的合成速度的总红移,因而是宇宙学红移和非宇宙红移的复合。所以,观测时,先分别观测两支喷流和母体星的红移,就可区分出宇宙学红移和非宇宙学红移各占多少,并可求出类星体远离速度和喷流的速度,以及吸积物质的下落速度。目前的做法显然是将复合的Z值完全按宇宙学红移对待,因而出现了“超光速现象”等众多难题。 现在我们从两个角度解释超光速现象。 类星体的红移系类星体远离速度与吸积物质下落速度的叠加,引起的总红移效应,如果将红移完全按星体远离我们对待,就将出现超光速现象。 设物质A(相当于类星体)远离我们的速度为file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/ksohtml/wps_clip_image-16330.png,从视线方向落向A的物质(相当于吸积物质)的速度为file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/ksohtml/wps_clip_image-12182.png,则我们观测到落向A的吸积物质的速度为: file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/ksohtml/wps_clip_image-31611.png
③
在考察两支喷流的红移时,令喷流远离类星体的速度为v',且与视线夹角极小。 因而两支喷流的观测速度为: file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/ksohtml/wps_clip_image-4064.png
⑤
file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/ksohtml/wps_clip_image-19623.png
⑥
根据file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/ksohtml/wps_clip_image-16859.png(file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/ksohtml/wps_clip_image-21332.png为喷流扩散的径向角速度,d为类星体的距离,v为喷流的径向速度)。 因而,只需确定file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/ksohtml/wps_clip_image-12444.png与v'就可确定距离d,而不需要依靠哈勃定律file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/ksohtml/wps_clip_image-29916.png去确定,而v可以从分别观测类星体本身和两支喷流的红移后求出喷流速度和类星体本身的速度,以及喷流的视角,并进而求出喷流的横向速度和径向速度。file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/ksohtml/wps_clip_image-8259.png可观测出,d就可以求出了。通过这种方法,就可发现此值与哈勃定律确定的距离值差别极大。从这个不同的理解角度可以正确的确定距离等。也可解释超光速现象,将类星体的红移理解为两种速度的叠加就不会出现超光速现象了。从观测类星体与两喷流三者的红移及喷流视角,就可确定类星体的远离速度,下落的电离物质的速度。以类星体实际远离我们的速度,用哈勃公式求出距离才是真实的距离,(以往的计算实际上是用合成速度来计算距离的)以此距离来计算喷流的扩张速度就不会超光速了。 即:类星体的红移系类星体远离速度file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/ksohtml/wps_clip_image-20554.png和下落的物质速度file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/ksohtml/wps_clip_image-6513.png在视线方向上的叠加所致,求出file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/ksohtml/wps_clip_image-8817.png及file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/ksohtml/wps_clip_image-18818.png各多少,并进而求出喷流的视向、横向速度,再用横向速度及扩散角file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/ksohtml/wps_clip_image-32719.png求距离d,与用file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/ksohtml/wps_clip_image-17759.png和哈勃定律file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/ksohtml/wps_clip_image-14972.png求的值应当一致。 依类星体3C273而言,红移值为0.158,观测的合成速度v为47000file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/ksohtml/wps_clip_image-19497.png,喷流扩散的径向角速度file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/ksohtml/wps_clip_image-15551.png为0.02,而真实的类星体远离速度和喷流的速度都没有分别观测,分别计算,怎能说超光速呢?我们观测的红移值0.158反映的是吸积物质落向类星体时的观测速度,并非类星体的远离速度,怎能以此确定类星体的距离呢,我们观测类星体时,应当求出四个速度值,才会一切明了,一是类星体本身的速度,二,吸积物质的下落速度,三是两支喷流各自的速度。 |