活躍星系核與類星體
超光速運動
/ soo-per-LOO-min-al /
在數月裡追蹤 AGN 噴流中的一個亮團,有時它在天空中漂移得如此之快,以致你一算帳,它似乎得以光速的好幾倍運動。既然沒有什麼能真正超過光速,那必定有哪裡不對。這種表觀的——但並非真實的——超光速運動,就叫超光速運動,是天體物理學中最著名的光學錯覺之一。
玄機出在一道幾乎、但不完全正對我們的噴流,其中的物質以極接近光速運動。亮團正追著自己的光朝我們跑:每一次較晚的閃光,都是從比前一次更靠近我們的位置發出的,所以這些閃光到達時在時間上擠作一團。我們被騙,以為亮團在極短時間內橫跨了很大的側向距離。把幾何算一遍:一個以譬如 99% 光速、與我們視線成小角度運動的亮團,能在天空中看起來以光速的好幾倍移動——這純粹是一種計時錯覺,並無真正的超光速行進。
超光速運動其實是有力的證據,而非悖論:看到它,就告訴天文學家這道噴流確實在以相對論性速度運動,並且指向接近我們的視線方向。它與相對論性集束(同樣的近光速、近正對幾何)相伴相生,兩者合在一起支撐著我們對耀變體和噴流取向的理解。關鍵的告誡是:底層的物理從未崩壞。沒有任何實物跑贏光;我們只是被光的傳播計時給騙了。
在類星體 3C 273 中,射電觀測追蹤到噴流亮團在天空中看似以約 5 到 10 倍光速移動。真實速度只是略低於光速;那看似超出的部分,是物質以小角度朝我們疾奔所造成的計時錯覺。
一個看似在天空中跑贏光的亮團——但這只是計時的把戲。
超光速運動並沒有打破宇宙的速度上限;實際上沒有任何東西真的快過光。它是一道幾乎對準我們的相對論性噴流造成的錯覺,而看到它,正是這種幾何關係的可靠標誌。
又稱
另見