天文 : 體育 > 超光速運動
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定義
  天文學中,超光速運動是一種外顯的超過光速的運動,出現在一些無綫電銀河係、類星體中,最近也發現出現在一些稱作微類星體的星係類輻射源。這些來源被認為中心含有黑洞,因此造成了質量體以高速射出。
  超光速運動首次發現於1970年代早期,一開始被視為不利於「類星體具有宇宙論尺度距離」說法的一項證據。雖然一些天文物理學家仍為這論點辯解,多數人相信這個大於光速的外顯速度是一種光學錯覺(optical illusion),並不包含任何與狹義相對論相違背的物理學。
解釋
  對此現象的解釋相當簡單直接,即「光行時間效應」(light travel time effect)。想象一小團物質從銀河係(星係)中心出發,並且朝嚮你極快速地移動,「幾乎」是迎面而來。
  當這團塊還在銀河中心時,它發出一些朝嚮你的光。在它移嚮你後(並且一點點偏嚮側邊),並且又再次嚮你發光,這次的光會花上比較短的時間嚮你行進,以其離你較近。如果你忽略了這項事實,那黱你就會低估了真正的時間間隔(就你的慣性參考係而言),因此你會高估速率。
  換句話說,若你要計算團塊移動多快,卻假設它移動方向垂直於你與銀河間的連接綫,那黱你就會低估時間間隔,因為你忽略了事實上它也朝你移動,而得到數倍於光速的速率。
  這現象常見於兩個反嚮的噴流,一道遠離我們,一道接近我們。若這兩道輻射源,我們都觀測多普勒位移,則速度與距離可以被决定,不受其他觀察項目的影響。
歷史發展
  在1966年,馬丁·裏斯(martin rees)預測了(《自然》雜志211期,468頁):「一物體以相對論性速度以及適切方向移動時,對遠方觀察者而言看起來可能像是有遠大於光速的橫嚮速度。」
  幾年後(於1970年),這樣的輻射源真的被發現了,形式為非常遠處的天文學無綫電頻輻射源,例如無綫電銀河係與類星體。它們被稱為「超光速輻射源」。這項發現是一項新技術的驚人結果,此技術稱為特長基綫干涉儀(very long baseline interferometry),允許小於毫角秒的位置决定,並可用在天空中位置變化的决定;這種變化稱為自行(又稱本動,proper motion),為期通常是好幾年。外顯速度的得到是透過將觀察到的自行與距離相乘,可以上達6倍光速。之後,科學家們通過觀察類星體的膨脹,並通過光譜測量了它們與地球的距離,計算出它們的膨脹速度也超過光速。
  在1994年,在取得一項銀河速率紀錄的同時,發現了本銀河係的超光速輻射源——宇宙x射綫源grs1915+105。團塊的膨脹時間相對短得許多。許多個別的團塊被偵測到(i.f. mirabel and l.f. rodriguez於《自然》雜志371期,48頁,「銀河中的超光速輻射源」("a superluminal source in the galaxy") )其成對膨脹,一周內常可達0.5角秒。因為與類星體相類比,這樣的輻射源被稱為微類星體。
其他“超光速運動”現象
  在量子論的世界裏,物理量是“成對”的。也就是說,你不能同時精確地測量兩個相關聯的物理量(稱“測不準原理”)。速度是和位置成對的。所以,衹要粒子的位置被精確地測定,它的速度就不會完全確定,即有可能超過光速。科學家們在實驗室中已經觀測到了這一現象,將超過光速的粒子命名為“超子”。而在黑洞中,粒子正是藉着這個測不準原理“蒸發”逃出黑洞的。
其他“超光速運動”現象
  在量子論的世界裏,物理量是“成對”的。也就是說,你不能同時精確地測量兩個相關聯的物理量(稱“測不準原理”)。速度是和位置成對的。所以,衹要粒子的位置被精確地測定,它的速度就不會完全確定,同一個粒子可能在同一時間具有多個位置,具有多重存在性。也可能同一個事件具有多個不同的歷史,(比如薛定諤貓)在理論中空間和時間也不是絶對的連續和平滑的,時間小於在10^-31s時不在能繼續分割空間在小於10^-33m時也不能繼續分割。不存在絶對的時空在量子空間中所以說有可能超過光速。科學家們在實驗室中已經觀測到了這一現象,將超過光速的粒子命名為“超子”。而在黑洞中,粒子正是藉着這個測不準原理“蒸發”逃出黑洞的。
包含詞
視超光速運動其他超光速運動現象其他“超光速運動”現象