第10节   天体的超光速辐射

超光速辐射是一切天体光谱辐射和能量辐射都存在的普遍现象。在宇宙局部天体系统中，光是以 的速度辐射传播的。在一定的宇宙演化阶段，c的值可以认为是固定不变的，它在宇宙系统范围内具有各向同性。这样，天体系统的 值越大，超光速辐射越明显。

超光速显然是相对于光速超过c值而言的。在地球系统中， 值用（2-7）式计算仅有 。所以，在地球上测定的光速值实际上可以认为就是c值。精确的实验给出。

在普通天体环境中，由于 值与c值相比过于微小，所以超光速辐射传播现象几乎可以忽略。即使是在太阳表面， 的值也仅为 量级，超光速辐射仍然微不足道。但在高密度天体中，超光速辐射就不能忽略了。

但值得注意的是，宇观系统的膨胀过程是绝热的等熵的过程。系统向外膨胀的结果是速度降低了，物质的无序度提高了。2－1式表明，光的辐射速度只与它所处空间的系统物质条件有关。我们不可能从我们在地球上捕捉到的光观测到超光辐射现象。更困难的事实是，2-1式显示，明显的超光速辐射只存在于高密度天体周围很小的范围内，一般是几千米到几千万米之间。在天文望远镜中，这一范围只是很小很小的点源。所以，唯一可以直接观测超光速辐射的方法是利用超高分辩率技术观测高密点源的横向光辐射（纵向超光速辐射将无法观测）。这种超光速辐射会表现出某些我们可以观测到的膨胀分离特征。

观测点源的超光速膨胀分离运动要求有足够高分辨率的仪器。目前，甚长基线干涉仪（即VLBI技术）已经初步实现了对超光速膨胀点源的观测认证。七十年代以来，用VBLI技术观测到了超光速辐射在射电天体和类星体上的普遍存在。并且，在所有的波段上都观测到了这种超光速辐射现象。具有超光速辐射的天体主要是活动星系核一类的高密度天体。^［2］可以肯定这是一种现实存在的超光速运动，能否成为2-1式的直接证明还有待进一步研究。2-1式计算表明，要在目前VBLI能清晰观测的角秒线度范围内观测到明显的超光速辐射，要求星系中心质量在10⁴²kg以上。达到这一质量的星系核在宇宙中的数目不会很多。如果VBLI的分辨率能提高几个数量级，使我们能观测到毫角秒线度的清晰图样，我们便可以观测到质量为10³⁸kg­­­­­­­­­­­­­­­的致密星系核的超光速辐射现象。相信大部分致密星系核都达到这一质量标度。可见，直接观测天体的超光速辐射过程是实现可行的。

观测超光速辐射现象的一种有效方法是观测高密度天体的能量辐射。虽然高密天体的光在向外传播的过程中其速度会降低，但是，天体超光速辐射的能量是不会消失的，所以，高密度天体肯定有比普通天体强得多的能量辐射。天体系统的质能关系式（6-2）给出，天体能量辐射与天休的 值的平方成正比。

由于爱因斯坦相对论的影响力，虽然天体的超光速现象至今已有近三十年历史，但人们一直不愿意承认超光速辐射现象是真实存在的。人们还一直认为天体的这种超光速现象是人们的视觉所造成的，因而给天体超光速成辐射冠以“视超光速”的名称。人们在这种思维的框架下试图提出各种模型来解释这种“视超光速”现象。比较典型的有“相对论模型”、“圣诞树模型”、“减速模型”和“探照灯模型”、“视向运动模型”等，但所有这些模型都一一失败了。对于这一观测事实，所有不违背“光速不变性”的解释都是无法成立的。