黑洞噴流——無法解釋的超光速現象

2020-08-28 追逐星際

我們現有的物理體系,認為光速是宇宙的極限速度,任何東西的傳播速度都不可能超越光速。但是,在我們對宇宙的了解逐漸加深的同時,我們也通過真實的觀測和研究,發現了宇宙中無法解釋的超光速現象。我們將其命名為——超光速運動

光速概念圖

黑洞噴流,是現如今人類可觀測到的一種超光速運動。噴流是天體噴射出的定向、狹長、高速物質流,被稱為「宇宙火柱」。宇宙中很多星系的中心都存在巨大黑洞,當周圍的天體物質落入黑洞時會噴射出火焰般的噴流。


在梅西埃87號星系的核心位置,有一個巨型黑洞,它的質量是太陽質量的65億倍。在2012年和2017年,天文觀測者錢德拉(Chandra)追蹤了位於黑洞附近900到2500光年的兩個X射線結的運動。X射線數據顯示的運動的表觀速度是靠近黑洞的X射線結的光速的6.3倍,而另一個則是光速的2.4倍。

這一超光速現象,使得天文學界和物理學界都為之疑惑不解,至今對於這一現象學界都沒有權威的解答。但是大多數人相信這一現象是光學錯覺導致的,宇宙極限速度依舊是光速。

就在不久前,NASA的錢德拉X射線天文臺再次探測到這顆巨型黑洞的噴流現象,黑洞以超光速99%的速度推動著粒子從黑洞中噴射而出。

NASA拍攝的黑洞噴流圖


雖然物理學體系中,光速擁有著不可超越的地位。但多次探測到的黑洞引發的超光速運動,也引起了學界的軒然大波。

當粒子以接近光速的速度朝著我們運動時,會給我們一個視覺上的錯覺,讓我們誤認為其速度超過了光速。這也許是導致我們觀察到超光速現象的原因。

但是,最新的一次對這個巨型黑洞超光速運動的觀測,運用了射電,光學和X射線光三種觀測方式,結果都顯示這一次的黑洞噴流超越了光速。而且X射線光是現如今天文觀測中最為精確的宇宙「測速槍」,因此這一次的觀測結果也具有一定的權威性。


或許未來的某一天,我們真正證實了宇宙中存在超光速現象,又或許某一天,我們發現這一次的觀測只是一個錯誤而已。無論如何,宇宙的奧秘還有很多,我們要徵服的星際,還有許多我們所未知的世界。

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    目前,存在兩類最為流行的模型解釋低頻QPO現象,即物質在旋轉落向黑洞的過程中形成的吸積盤上的不穩定性導致X射線輻射產生振蕩,或者靠近黑洞的冕狀X射線輻射區的進動或振蕩導致X射線輻射產生準周期調製。然而,在慧眼衛星之前,X射線衛星只具有在30 keV以下的能區研究低頻QPO的能力,很難區分這些模型。
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  • 「慧眼」衛星觀測到距離黑洞最近的相對論噴流
    低頻QPO發現於上世紀80年代,是一種在X射線雙星中普遍存在的時變現象,表現為光變曲線上出現類似周期性但是並非精確周期性的調製。30多年來,低頻QPO的起源一直是緻密天體研究的一個未解難題。目前,存在兩類最為流行的模型解釋低頻QPO現象,即物質在旋轉落向黑洞的過程中形成的吸積盤上的不穩定性導致X射線輻射產生振蕩,或者靠近黑洞的冕狀X射線輻射區的進動或振蕩導致X射線輻射產生準周期調製。
  • 離黑洞最近的噴流,慧眼找到了!—新聞—科學網
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