颜色是由其自身能量状况和离我们的距离决定的,星体离我们的距离越大往往使其颜色中的蓝色和紫色成分增加。另外,我们认为类星体离我们非常远,是因为类星体的红移值很大。也就是说我们没有直接证据表明类星体真的离我们很远。考虑到光子在引力场中的运动,我们知道:当星体的引力足够大时,其发出的光子速度衰减量也较大,因而该星体的光谱也将发生较大的红移。这就是说,引力因素也可以使星系光谱产生红移。倘若星体引力足够大又离我们很近,由于星体红移值较大,往往导致我们认为该星体离我们很远。举例来说,假设有一个引力较大的星体处于银河系的中心,由于该星体引力很强,导致它发出的光子速度衰减量极大,我们在观测其光谱时就会观测到很大的红移值,根据该星体很大的红移值我们就会认为它离我们非常遥远,绝不会想到它就在银河系中心。 如何解释类星体离我们那么远而其发射的X射线和γ射线又是如此强烈呢?只有两种可能。第一,类星体的能量非常大,向外发出的X射线和γ射线非常强;第二,类星体离我们并没有原先认为的那么远,类星体光谱的红移是由类星体的引力造成而并非由距离因素造成的。我们认为两种因素都有。因为如果类星体离我们非常远,那么我们观测到其向外发出的X射线或γ射线就不可能很强;倘若类星体的能量不是很大,它的引力场也不可能很强,不足以使其光谱产生较大的红移。这说明:星系光谱发生红移可能是距离因素造成的,也可能是引力因素造成的,红移值大的星体未必就离我们远。那么,如何区别星体的引力红移和距离红移呢?对观测者而言,由距离因素造成红移的星体发出的光不可能很强,而由引力因素造成红移的星体发出的光往往很强,特别是X射线或γ射线的成分多。类星体的发射光谱和吸收光谱的宽度不同,通常吸收光谱的宽度比发射光谱窄,为什么呢?我们知道,吸收光谱是由于光子经过大气后产生的,这说明类星体周围也存在气体。光子从高温星体内部发出以后,总会有一部分光子没有被气体吸收而直接射向宇宙空间,这些光子形成发射光谱;还有一部分光子在与气体作用后,频率(质量)大的光子损失的能量大,频率(质量)小的光子损失的能量小;光子离开类星体在宇宙空间中运动时,则是频率(质量)大的光子损失的能量小而频率(质量)小的光子损失的能量大,总的看来各种不同频率的光子速度差异减小,所以其光谱红移值也较发射光谱小。实际上类星体的吸收光谱还可能有几种不同的宽度。 6.黑洞与星体引力 最初在人们考虑黑洞时,认为它的引力强到连光子也逃脱不了,因而是漆黑的一团,黑洞是宇宙中物质的坟墓。后来人们认为黑洞可以向外发出X射线和γ射线。同样是光子,能量大的可以逃脱,能量小的逃脱不了,说明(黑洞的)引力对光子的作用是不一样的。事实上我们知道当星体的引力逐渐增强时,总是质量较小的光子逃脱不了,质量较大的光子则可以摆脱星体的引力,并不是所有的光子全部被吸入星体中。所以从这个意义上来说,狭义上的黑洞仅指引力强到可见光不能脱离的星体,即在可见光波段观测不到的星体;广义上的黑洞指引力强到使一部分光子不能脱离的星体,即在某一能量较小的波段观测不到的星体,这里广义上的黑洞甚至可能非常亮,可以被我们肉眼看到,但在红外线波段或能量更小的波段却观测不到。从理论上讲,“黑洞”并不黑,至少它可以向外发射X射线和γ射线或能量更高的光子,完全不向外抛射粒子的黑洞是不存在的。那么宇宙中黑洞存在吗?当然存在了。当星体离我们足够远,以致于该星体发出的红外线速度衰减为零而不被我们观测到时,它就像一个“黑洞”;若星体离我们再远一些,可见光不再为我们观测到,只能观测到X射线和γ射线,这时它就是漆黑的一团,成为名副其实的黑洞;而宇宙中150亿光年以外的星体对我们来说是完全彻底的黑洞,因为我们完全观测不到它们。除了因空间距离造成“黑洞”现象以外,星体的引力也可以造成黑洞现象。黑洞现象并不是我们原先想象的那样:“当星体的引力足够大时,所有的光子都被吸入星体中,整个星体变成黑暗的一团”。当星体的引力逐渐增大时,它对光子的束缚作用也逐渐增强。星体的引力足够大时,红外线光子将摆脱不了星体引力的束缚,而可见光、紫外线则可以摆脱星体引力的束缚;星体的引力再增大时,可见光将摆脱不了星体引力的束缚,而紫外线则可以摆脱星体引力的束缚;若星体的引力再增大,可能只有γ射线放出。应该明确指出:黑洞现象是与星系光谱的红移紧密相连的。若某一星体的光谱不存在红移现象,则它一定不是黑洞;若某一星体的光谱存在红移现象,则它可能是黑洞也可能是距离因素造成的。 总的来说,我们对黑洞的认识经历了三个阶段:第一阶段认为黑洞的引力足够强,所有的光子都不能摆脱黑洞的引力,因而整个星体是黑暗的一团;第二阶段认为黑洞可以向外发出强烈的X射线或γ射线,人们认识到黑洞的引力对不同能量光子的作用不同;第三阶段也就是现在正在探索的阶段。应该明确指出:与黑洞现象紧密联系的因素有两个,引力 上一页 [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] 下一页
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