超光速飛行真的可能嗎

2023-03-31 09:56:09 1

按照傳統的物理學定律，尤其是在愛因斯坦提出狹義相對論以後，人們一致認為：任何物體都不可能以超光速行進。因此關於超光速的現象是否存在，過去的科學家是無人 敢問津的，只有一些大膽的科幻小說家才敢於描繪一番。例如弗拉馬利翁就曾出版過一本科學幻想小說，書中講述一位主人公用大於光速的速度在空間旅行，碰到了一系列不可 思議的怪事，像什麼炮彈退回炮口、死人復活等等。這本書的出版立即使大科學家愛因斯坦極為不滿，稱它完全是無稽之談。因為愛因斯坦認為：如果以超光速旅行，那麼這個旅行者的時間將從出發的時間倒轉，他將返老還童，甚至會回到母腹子宮內。所以超光速的現象是絕不可能存在的。但是，近年來科學的發展又一次向傳統物理學和宇宙學的基本概念提出了挑戰。

最初的衝擊發生在1968—1970年間。當時射電天文學家們使用了大大提高解析度 的洲際甚長基線幹涉儀，對某些類星體進行了一系列的觀察，發現類星體射電源和射電星 系中會拋出一對到兩對射電星雲——射電子源，它們似乎是在一次猛烈的爆炸中拋出來 的。它們彼此高速分離，其中有些在超光速運動著，速度在光速的五到十倍之間。這個發 現使天文學家們目瞪口呆，無法相信。美國加州理工學院及宇航局等單位的科學家與聯邦 德國的一些天文學家進行了合作，經過長期的觀測，積累了大量資料，不得不承認這是確 實存在的超光速現象，並沒有受到不精確或不恰當測量的愚弄。他們當時用的是跨洲和洲 際的甚長基線幹涉度量法(使用美國加州和聯邦德國波恩附近的射電望遠鏡),主要對類星 體3C345進行了研究。結果表明，如果3C345確實像一般所認為的那樣遠(距離我們35億 光年)，那麼它的兩個射電子源的彼此分離速度就約等於光速的8倍。

科幻電影超光速飛行

在這個重大發現之後美國加州理工 學院的皮爾遜博士等人，利用美國國內五個研究所的射電望遠 鏡和聯邦德國的100米射電望遠鏡所組成 的洲際甚長基線幹涉儀，從1977年7月開 始，對類星體3C273 (距離我們大約23億 光年）連續觀測。到 1980年7月，第一次得到它的較為精確的射電結構圖。皮爾遜博士等人發現，從3C273的中心核朝西一西南方向， 確實存在視速度比光速還快的移動射電子源， 其速度約為光速的9.6倍。這次新的觀測比起20 世紀70年代初期精度不高的觀測，還發現，其 彼此離開的移動速度似乎既不加速也不減慢。

以後超光速類星體被發現的數目繼續增加。1981年8月，在美國新墨西哥州召開的國際天文學聯合會銀河系外射電源科學討論會上， 美國加州理工學院的科恩和昂溫報告說：存在超光速現象的類星體，並且一共有六個已被 他們所識別。它們是前面提到的3C345、3C273以及3C120、3C279、3C179和NRAO140。這六個類星體都至少有一對射電子源在彼此高速分離。其中3C179的兩個子源以約為光速7 倍的視速度分離；NRAO140的子源分離速度是光速的3~10倍；而距離我們70億光年之 遙的3C179的子源分離速度竟達光速的19倍。

可以說類星體的射電子源以超光速分離的現象是無法否認了,這就使許多的物理學 家和天文學家大傷腦筋。科學家們對超光速的解釋眾說紛紜，提出了各種各樣的假說和推理。最簡單也是最平淡的解釋，是把超光速運動描繪成某種假象，不是事實，而是一種錯 覺。持這種觀點的人認為，這種超光速的運動並不是真正的運動，而是一系列固定不動的 射電源突然依次接連爆發,從而造成了源在運動的錯覺。就像從遠處觀看燈線上安著的一串電燈泡，由於燈泡一個接著一個地亮下去(前面的燈泡同時暗下去)，就會產生亮點在迅 速移動的印象。但是，這種類型的活動應該既能產生兩個源在互相分離的印象，也應能產 生似乎在互相接近的印象。而到目前為止，天文學家卻只觀測到分離的情況。

還有一種解釋是,類星體距離地球並不像現在天文學家所認為的那樣遙遠,因為如果 類星體離我們很近，就可以很容易地說明這種分離的速度不會高於光速。但是，河外星系 和類星體的距離是根據它們光譜的紅移計算出來的。都卜勒效應告訴我們：當光源在離開 觀察者而運動時，它所發射出的能量波顯得被拉長。因此，它的特定發射譜線會向光譜的紅端移 動。而移動的大小同光源的速度和距離成正比。

類星體的紅移量都很大，因而大多數天文學家認 為類星體的位置群相當遙遠。所以在有人能用 全新的物理定律解釋出這種巨大的紅移現象之前，這種解釋也是難以令人信服的。我們相信，超光速之謎也一定會像其他的自然之謎一樣，遲早為人類所揭開。