活动星系核与类星体
超光速运动
/ soo-per-LOO-min-al /
在数月里追踪 AGN 喷流中的一个亮团,有时它在天空中漂移得如此之快,以致你一算账,它似乎得以光速的好几倍运动。既然没有什么能真正超过光速,那必定有哪里不对。这种表观的——但并非真实的——超光速运动,就叫超光速运动,是天体物理学中最著名的光学错觉之一。
玄机出在一道几乎、但不完全正对我们的喷流,其中的物质以极接近光速运动。亮团正追着自己的光朝我们跑:每一次较晚的闪光,都是从比前一次更靠近我们的位置发出的,所以这些闪光到达时在时间上挤作一团。我们被骗,以为亮团在极短时间内横跨了很大的侧向距离。把几何算一遍:一个以譬如 99% 光速、与我们视线成小角度运动的亮团,能在天空中看起来以光速的好几倍移动——这纯粹是一种计时错觉,并无真正的超光速行进。
超光速运动其实是有力的证据,而非悖论:看到它,就告诉天文学家这道喷流确实在以相对论性速度运动,并且指向接近我们的视线方向。它与相对论性集束(同样的近光速、近正对几何)相伴相生,两者合在一起支撑着我们对耀变体和喷流取向的理解。关键的告诫是:底层的物理从未崩坏。没有任何实物跑赢光;我们只是被光的传播计时给骗了。
在类星体 3C 273 中,射电观测追踪到喷流亮团在天空中看似以约 5 到 10 倍光速移动。真实速度只是略低于光速;那看似超出的部分,是物质以小角度朝我们疾奔所造成的计时错觉。
一个看似在天空中跑赢光的亮团——但这只是计时的把戏。
超光速运动并没有打破宇宙的速度上限;实际上没有任何东西真的快过光。它是一道几乎对准我们的相对论性喷流造成的错觉,而看到它,正是这种几何关系的可靠标志。
又称
另见