早在100多年前,爱因斯坦就曾经指出,任何具有的质量的物体都不可能被加速到光速,而实际上也确实如此,当今的粒子加速器已经可以将微观粒子加速到非常地接近光速,但就是不能达到光速,更不用说超过光速了。
那么光速真的就无法超越吗?事实上,虽然没办法在实验中达到超光速的目的,但是科学家却观测到了不少超光速现象,比如说大家常听到的宇宙空间膨胀以及量子纠缠等,而今天我们要讲的,是科学家观测到的另一种超光速现象——“类星体辐射源分离”。
类星体是宇宙中一种能量极其巨大的天体,它们通过可见光、X射线以及无线电波等方式向外辐射出强大的能量,根据观测数据,有些类星体释放的能量,可以达到我们银河系所有恒星释放的能量总和的1000倍以上。
因为类星体距离我们非常遥远,通常都在几亿甚至100多亿光年之外,所以它们虽然能量惊人,但是在我们所处的位置看上去,它们和一般的恒星差别并不大,“类星体”这个名称也是因此而来。
位于室女座的类星体“3C 273”,距离地球大约24.4亿光年,是目前已观测到的离我们最近的类星体,因此它也格外受到重视。在对“3C 273”的观测过程中,科学家发现在这个类星体的内部,有两个正在彼此分离的辐射源,经过对这两个辐射源的分离速度进行反复测量后,科学家得出一个惊人的结论:它们的分离速度高达每秒288万公里。
要知道光的速度才每秒299792458米(约每秒30万公里),可以看出每秒288万公里这个速度已经远远地超过了光速,达到了光速的9.6倍!需要指出的是,类星体内的辐射源必定是有质量的,在现有物理学的框架内,它是绝对不可能达到这个速度的,那么这个类星体的超光速现象应该如何解释呢?
对于这个不可思议的现象,科学家们也是大伤脑筋,最后他们以光源与光班的关系来巧妙地解释了这个现象的成因。
假设有一个大功率的聚光灯(光源),当它将光线投射到空中时,假如天空中有云层存在的话,这些光线就会在云层上形成一个光班,在这种情况下,只需要轻微的摆动光源,云层上的光斑就会出现大幅度移动。很显然,云层的高度越高,光斑的移动速度就会越快,如果这个云层足够高,那么在摆动光源的时候,光斑移动的速度就可以超过光速。
科学家认为类星体的这种辐射源,是由类星体的核心喷出的高速粒子流所激发的(这些粒子流可以比作上述的聚光灯发出的光线),当它们喷射到外围的介质上,就会这个区域激发辐射(可看成是上述云层上的光班)。
基于与“光源与光斑”相同的道理,假如类星体核心同时喷射出两股方向相反的粒子流,那么只要这个类星体核心出现较小的摆动,这两股粒子流形成的辐射源的相对移动速度就可能会超过光速,即使是速度高达每秒288万公里(光速的9.6倍)也不足为奇。
值得注意的是,如果真是如此,那么这个类星体的超光速现象就不违背物理学规律,相应的,由于这种超光速现象不能传递任何信息,也就没有了意义。但这只是科学家在现有物理学的基础上做出的一个合理的推测,事实是否真是这样,还有待我们进一步地探索。