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類星體

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宇宙的邊緣？　

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1/21/2010 1:06:59 PM

發表內容

類星體，又稱為似星體、魁霎或類星無線電源，與脈衝星、微波背景輻射和星際有機分子一道並稱為1960年代天文學「四大發現」。

類星體的發現
1960年，美國天文學家桑德奇用一台5米口徑的光學望遠鏡找到了劍橋無線電源第三星表上第   48   號天體   (3C   48)   的光學對應體。他發現3C   48的光譜中，在一個奇怪的位置上有一些又寬又亮的發射線。

1963年美國天文學家馬丁·施密特發現在3C   273的光譜中具有與   3C   48   類似的現象，通過仔細研究，他發現這些發射線實際上是人們早已熟知的氫的發射線，只不過朝著紅光的方向移動了相當長的一段距離，也就是說它們具有非常大的紅移。

由於在光學望遠鏡中觀察，類星體與普通的恆星看上去似乎沒有區別，因此得名類星體（Quasi   Stellar   Object，或者quasar）。

類星體的命名
類星體的命名統一在前面冠以類星體的英文縮寫   QSO,   然後加上類星體在天球上的位置坐標。例如:   類星體   3C48,   位於赤經   13h35m,   赤緯   +33   度，於是命名為   QSO01335+33。

類星體的特徵
絕大多數類星體都有非常大的紅移值（用Z表示）。類星體3C273(QSO1227+02)的Z=0.158，遠遠超過了一般恆星的紅移值。有不少類星體的紅移值超過了1，有的甚至達到4以上。根據哈柏定律，它們的距離遠在幾億到幾十億光年之外。

觀測發現，有的類星體在幾天到幾周之內，光度就有顯著變化。因為輻射在星體內部的傳播速度不可能快於光速，因此可以判定這些類星體的大小最多只有幾「光日」到幾「光周」，大的也不過幾光年，遠遠小於一般的星系的尺度。

類星體最初是在無線電波段發現的，然而它在光學波段、紫外波段、X射線波段都有很強的輻射，無線電波段的輻射只是很小的一部分。

根據以上事實可以想到，既然類星體距離我們如此遙遠，而亮度看上去又與銀河系里普通的恆星差別不大（例如3C273的星等為13等），那麼它們一定具有相當大的輻射功率。計算表明，類星體的輻射功率遠遠超過了普通星系，有的竟達到銀河系輻射總功率的數萬倍。而它們的大小又遠比星系小，這就提出了能量疑難，也就是說：類星體如此巨大的能量從何而來？它們的能量機制是什麼？

進一步的研究
在類星體發現後的二十餘年時間裡，人們眾說紛紜，陸續提出了各種模型，試圖解釋類星體的能源疑難。比較有代表性的有以下幾種：

黑洞假說：類星體的中心是一個巨大的黑洞，它不斷地吞噬周圍的物質，並且輻射出能量。
白洞假說：與黑洞一樣，白洞同樣是廣義相對論預言的一類天體。與黑洞不斷吞噬物質相反，白洞源源不斷的輻射出能量和物質。
反物質假說：認為類星體的能量來源於宇宙中的正反物質的湮滅。
巨型脈衝星假說：認為類星體是巨型的脈衝星，磁力線的扭結造成能量的噴發。
近距離天體假說：認為類星體並非處於遙遠的宇宙邊緣，而是在銀河系邊緣高速向外運動的天體，其巨大的紅移是由和地球相對運動的都卜勒效應引起的。
超新星連環爆炸假說:認為在起初宇宙的恆星都是些大質量的短壽類型，所以超新星現象很常見，而在星系核部的恆星密度極大，所以在極小的空間內經常性地有超新星爆炸。
恆星碰撞爆炸:認為起初宇宙較小時代，星系核的密度極大，所以常發生恆星碰撞爆炸。

對類星體的進一步觀測發現了一些新的現象，例如光譜中不同元素的譜線紅移值並不相同，發射線和吸收線的紅移值也不盡相同。

在一些類星體中發現了超光速運動的現象。例如1972年，美國天文學家發現類星體3C120的膨脹速度達到了4倍光速。還有人發現類星體3C273中兩團物質的分離速度達到了9倍光速。而類星體3C279(QSO1254-06)內物質的運動速度達到光速的19倍。人們起初認為這對相對論提出了巨大的挑戰。最近的研究表明，這些超光速運動現象只是「視超光速」想象，起因於類星體發出的與觀測者視線方向夾角很小的亞光速噴流，實際上並沒有超過光速。

活動星系核模型
20世紀90年代中期，隨著觀測技術的提高，類星體的謎團開始逐漸被揭開。其中一個重要的成果是觀測到了類星體的宿主星系，並且測出了它們的紅移值。由於類星體的光芒過於明亮，掩蓋了宿主星系相對暗淡的光線，所以宿主星系之前並沒有引起人們的注意。直到在望遠鏡上安裝了類似觀測太陽大氣用的日冕儀一樣的儀器，遮擋住類星體明亮的光，才觀測到了它們所處的宿主星系。

越來越多的證據顯示，類星體實際是一類活動星系核(AGN)。而在同一時期，賽弗特星系和蠍虎BL天體也被證實為是活動星系核，一種試圖統一無線電星系、類星體、賽弗特星系和蠍虎BL天體的活動星系核模型逐漸受到普遍認可。

這個模型認為，在星系的核心位置有一個超大質量黑洞，在黑洞的強大引力作用下，附近的塵埃、氣體以及一部分恆星物質圍繞在黑洞周圍，形成了一個高速旋轉的巨大的吸積盤。在吸積盤內側靠近黑洞視界的地方，物質掉入黑洞里，伴隨著巨大的能量輻射，形成了物質噴流。而強大的磁場又約束著這些物質噴流，使它們只能夠沿著磁軸的方向，通常是與吸積盤平面相垂直的方向高速噴出。如果這些噴流剛好對著觀察者，就觀測到了類星體，如果觀察者觀測活動星系核的視角有所不同，活動星系核則分別表現為無線電星系、賽弗特星系和蠍虎BL天體。這樣一來，類星體的能量疑難初步得到解決。

類星體與一般的那些「平靜」的星系核不同之處在於，類星體是年輕的、活躍的星系核。由類星體具有較大的紅移值，距離很遙遠這一事實可以推想，我們所看到的類星體實際上是它們許多年以前的樣子，而類星體本身很可能是星系演化早期普遍經歷的一個階段。隨著星系核心附近「燃料」逐漸耗盡，類星體將會演化成普通的螺旋星系和橢圓星系。

回覆

多個星系高速駛向宇宙 在1/22/2010 1:49:05 PM的回覆：
據美國《新科學家》網站報道，美國宇航局戈達德空間飛行中心科學家通過對大量觀測數據的分析和研究近日正式得出結論，大約有1400多個星系正在以極高的速度向宇宙的邊緣流動。這種由眾多星系所組成的龐大星系團就是所謂的“暗流”。科學家們宣稱，<暗流的奇特運動表明[另一個宇宙]的存在>。

早在去年，戈達德空間飛行中心科學家薩沙-卡什林斯基和他的同事就已經發現了大約由800個星系所組成的星系團的異常運動。卡什林斯基的研究團隊通過威爾金森宇宙微波各向異性探測衛星(WMAP)在宇宙大爆炸的“余輝”中對這些星系的運動進行了觀測和研究。他們發現，“余輝”中的光子與星系團中的電子相碰撞，會引起“余輝”溫度的變化。科學家們再將X射線觀測數據與WMAP數據進行綜合研究發現，這些星系正以每秒1000公裡的速度向宇宙邊緣某個特定方向移動。

當時，許多科學家曾懷疑這種暗流是否會在后續的觀測中再次出現。現在，卡什林斯基研究團隊終於証實了暗流的存在。他們在最新的分析結果中發現了大約1400個流動的星系，而且這僅僅是整個暗流的一小部分。目前暗流距離地球大約有30億光年，仍然處於可見宇宙的范圍之中，但比之上一次發現時的距離已經增加了一倍，這表明暗流仍在飛速向外流動。

暗流的異常流動現象很難用常理解釋，因為根據標准宇宙爆炸圖，宇宙整體結構是由隨機量子波動所產生的，物質也是均勻擴散的。因此，對於這種異常現象隻能用宇宙外力量來解釋，即牽引這種物質流的力量來自可見宇宙之外。可見宇宙之外可能存在著一個更大的宇宙結構。美國北卡羅來納大學科學家勞拉-莫茜尼-豪頓認為，這是相鄰宇宙存在的証據。

盡管卡什林斯基的新發現証實了暗流的存在，但是也有科學家對此並不認同。威爾金森宇宙微波各向異性探測衛星首席科學家查爾斯-貝內特認為，這種對星系觀測數據的分析沒有任何統計意義。他表示，“即使查遍所有的觀測資料，都無法找到暗流存在的確切証據。”(來源：新浪科技)

彬彬
2009年11月18日08:05

回覆	萬有理論在6/3/2011 2:11:34 PM的回覆：萬有理論是「theory of everything」的翻譯，常見於科普書籍中，用來指那些試圖統一自然界四種基本相互作用力：萬有引力、強相互作用、弱相互作用和電磁力成一體的理論。是在電磁力和弱相互作用力成一體的電弱作用統一理論和加入強相互作用成一體的大統一理論（GUT）基礎上，對統一自然界基本力的進一步努力。目前被認為最有可能成功的萬有理論是M理論和超弦理論。

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