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类星体超光速膨胀的研究

时间:2022-02-01 百科知识 版权反馈
【摘要】:前面我们已经介绍类星体的超光速膨胀现象,它是人类由直接的天文观测得到的自然界中的超光速现象。但到1983年,两个观测组利用不同频率同时明确观测到类星体3C345的非径向超光速膨胀的加速过程。将类星体3C273从1970年下半年到1980年超光速膨胀的12次观测结果汇集并加以分析比较。
类星体光速膨胀的研究_超光速的诱惑

前面我们已经介绍类星体的超光速膨胀现象,它是人类由直接的天文观测得到的自然界中的超光速现象。尽管由于相对论的限制,人们用了一种 “视”效应现象来加以解释,但与观测方式和观测直接显示的特征完全不相符合。我们按照广义相对论的精确解,给出的史瓦西场的类空测地线给出的理论计算结果,与实际的观测数据相对照,发现意外地符合一致。

1. 类星体3C273 (红移z=0.158)

首先让我们感兴趣的是类星体3C273中的超光速膨胀过程的加速迹象。从1970年到1980年十年间三组观测者给出了四个观测数据。这四个观测到的膨胀速率明显的随时间规律地增加。它自然使人怀疑这膨胀可能具有加速度。本来超光速运动的存在已足以让人不解了,何况又是个加速度过程就更是不可思议的。但到1983年,两个观测组利用不同频率同时明确观测到类星体3C345的非径向超光速膨胀的加速过程。这些结果十分有利于我们所提出的理论模型得出的结果。

利用公式我们可以与超光速膨胀天体的长期观测数据加以比较。将类星体3C273从1970年下半年到1980年超光速膨胀的12次观测结果汇集并加以分析比较。

利用公式和观测数据,我们用计算机作了如下方式的拟合:首先由最小的r(=r1)观测值代入公式得到相应的t1。由此可得到:

tk=t1+△tk

令A=1~300,rs= (0.01~0.95)r1

求出数组(rk,tk)的最佳拟合。并由此得到图给出的结果。它表明类星体3C273的史瓦西半径为:

rs≈7.82光年

最大分离速度:

vmax≈10c,χ2=7.8,自由度n=11

由此可知此拟合的置信度高于0.75。

而同样的数据,按通常相信的直线拟合则有:

v=5c,χ2=30.11,自由度n=11

由此可知此拟合的置信度低于0.01。

右图给出了直线的拟合结果。

3C273观测数据的最佳拟合曲线

3C273相同数据的直线的拟合结果

比较上面的两个结果我们只能认为它否定了目前普遍承认的 “视”超光速 “相对论喷流”模型,而支持了我们提出的由史瓦西场的类空测地线描述的 “真实超光速膨胀”的模型。

2. 塞福特星系3C120 (z=0.033)

从1971.17到1974.50对于塞福特星系3C120的超光速膨胀也有12次观测结果用同样的方法得到图。并有:

rs≈1.83光年,vmax≈14.7c

χ2=13.84,自由度n=11

此拟合置信度也高于0.25。而同样的数据,按通常相信的直线拟合则有:

v=1.3c

χ2=24.19,自由度n=11

由此可知此拟合的置信度低于0.01。右下图给出了直线的拟合结果。

3C120观测数据的最佳拟合曲线

3C120相同数据的直线拟合结果

比较上面的两个结果我们同样只能认为它否定了目前普遍承认的 “视”超光速 “相对论喷流”模型,而支持了我们提出的由史瓦西场的类空测地线描述的 “真实超光速膨胀”的模型。可能是因为只有较短时间的观测结果,故拟合的置信度 (0.25)不如3C273的 (0.75)高。但从数理统计观点来看,仍是足以接受的。特别是直线拟合是根本没有理由接受的。

3. 类星体3C345 (红移z=0.595) 的非径向超光速膨胀

对类星体3C345用VLBI网在频率10.7吉赫和22吉赫进行了观测。从1981.1到1983.1在10.7吉赫频段得到四个数据,除第三次外都作了混杂图。在1981.25、1982.43和1983.09三个时期在22吉赫频段得到三个数据。观测直接表明在3C345中,在D和新喷流分量C4之间出现非径向的超光速加速膨胀。这些观测数据,也十分符合我们的理论模型。下面两图分别给出了两式的理论曲线和观测值间的比较,表明理论计算和观测值间仍是十分吻合的。

3C345非径向膨胀Ω-r观测与理论对比

3C345θ-r观测与理论对比

上述的研究结果,经过几年的周折才于1986年在国内的杂志上发表。发表后不知怎么在人民日报解放军报都作了报道,当时作者恰好在意大利访问,不想国内引起了一场对我进行人身攻击的小波,当时一些学术权威人士将对我的攻击转向对我所在的单位的指责。所幸当时的校长王梓坤院士认为,如果有人能超过爱因斯坦是件好事,没有什么可指责的。这样作者才幸免被逐出 “伊甸园”!后来我们的文章只能由英国曼彻斯特大学的杂志 “天体物理和空间科学”帮我们发表了。前后五篇文章都两次被美国NASA收入他们的天文学资料库。可惜国内至今仍无 “严肃学者”过问。

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