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釋放能量是太陽10000億倍,神秘天體曾困擾科學界近半個世紀
2023/03/22

在人類探索宇宙這數百年的時間里,無數未解之謎猶如雨后春筍般冒出,但隨著科技水平和理論認知的不斷進步,這些未解之謎統統被斬落馬下,露出了自己最本質的一面,比如曾經困擾科學界近百年的——類星體之謎。

​為什麼用「曾經」這個詞呢?因為最開始科學家們認為它是一種恒星,但后面的觀察中發現它異常之處非常多,絕對不可能是恒星,所以給它起了「類星體」這個名稱,即類似恒星天體。

按照人類目前的認知,恒星光度雖然能夠很高,但也不是沒有上限的,因為無論什麼情況下的恒星,其自身的質量最多也就是太陽的300倍左右,哪怕超過了這個閾值,一旦聚變開始也會迅速消耗掉多余的質量,回到太陽300倍質量左右。​

​目前,人類在宇宙中發現的光度最高的恒星是「R136a1」,它的質量約是太陽的315倍,光度是太陽的870萬倍。

它似乎已經是整個宇宙中最亮的恒星了,但凡事總有例外。上世紀60年代,有不少天文學家在宇宙中觀測到了一些奇怪的天體。​

​這些天體奇怪的地方在于,它們的光譜和人類所有已知元素都不匹配。光譜在天文探索中是非常重要的工具,通過對光譜的分析能夠知道那遙不可及的天體中有哪些元素。

這些奇怪的天體雖然具有強烈的發射線,但并沒有任何一種元素與之相對應。為什麼會出現這種情況?是元素周期表不夠完善,還是宇宙中存在和人類認知完全不同的物理世界呢?

​在最初的兩個類星體——3C48和3C273被發現之后,天文學家馬爾滕·施密特(Maarten Schmidt)經過數周的深入思考提出了一個觀點:這些奇怪天體發出的光并不是人類不了解的未知元素,而是因為它們距離地球非常遙遠。

由于宇宙一直在膨脹,因此離地球越遠的光源遠離我們越快,光是一種電磁波,相對運動會對它造成頻率上的變化,靠近我們稱為「藍移」,遠離我們稱為「紅移」。​

​一個簡單的例子,如果一個黃綠色的光高速向我們靠近,那麼我們看到的光就是藍光,反之則是紅光。

3C48和3C273就是因為距離我們太過遙遠且速度極快,光譜上顯現出的顏色實在太紅了,這才讓科學家產生了錯誤的判斷。

​那麼3C48和3C273離我們有多遠呢?經過計算,3C273距離地球大約有20億光年,而3C48距離地球足足有40多億光年。

要知道,首次觀測到類星體存在的時候,人類對于宇宙的認知僅僅局限于銀河系,而銀河系是否就是整個宇宙,仍然是科學家們爭論的焦點。

​銀河系的直徑在20萬光年左右,它和3C273之間的距離差直接達到了自身直徑的1萬倍,這是多麼驚人的距離。

但最驚人并不是夸張的距離尺度,而是它明明距離地球這麼遠卻能夠被我們觀測到。​

​通過計算這類星體的亮度,科學家驚愕地發現它們亮得可怕,釋放出的能量能夠達到太陽能量的10000億倍。如果將它放在距離地球32.6光年的位置,我們甚至能夠在天空看到兩個太陽。

還記得前文提到的內容嗎?恒星的亮度極限差不多是太陽的870萬倍,但類星體的亮度明顯遠遠超過了這個閾值,為什麼會出現這種情況呢?

​其實這兩個類星體還不是最驚人的,隨著觀測技術和手段的進步,科學家們又發現了許多類似天體,其中一些天體釋放出的能量甚至超過了整個銀河系,因而成了天文界讓人困惑的謎團之一。

當然,現在我們已經知道這種奇怪的天體究竟是什麼了,它們其實是正在被大質量黑洞吞噬的大星系。

​在黑洞巨大引力的牽動下,星系中的物質以超高的速度摩擦,釋放出巨大的能量,成為了我們所觀察到的、不符合常理的「宇宙怪物」。

其實基于這個事實,還能引申出一個顛覆認知的觀點——宇宙中大部分輻射來自黑洞,可以說是黑洞照亮了整個宇宙。

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