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宇宙中最快的……

2011-02-17许呆呆

自然杂志 2011年5期
关键词:脉冲星光速星系

速度是相对的。在宇宙,对于“静止的”是没有绝对标准的。或许,最靠近我们的事物是到处弥漫的宇宙微波背景辐射,其横跨天空的多普勒位移——在一方向的蓝移,在另一方向的红移——揭示出相对于此微波背景,我们的太阳系以600km/s的速度前行。更确切地说,微波是非物质的,因而人们并未感觉到它吹拂我们的头发。

远方的星系也以差不多的速度在运动。空间到处在膨胀:通过运动得更快的星系观测到更多的空间离我们而去。足够远处,星系以快于光速有效地后退,这意味着人们不能再见到它们了,因为它们的辐射不能到达我们这里了。

在我们太阳系内,被昵称为上帝之信使的水星是诸行星中运动得最快的,其轨道速度达到48 km/s,地球绕日的速度仅为30km/s。1976年,人造天体Helios2太阳探测器以70km/s的速度经过太阳上空。从太阳第外围猛扑向太阳的彗星,在掠过太阳表面时其速度也高达600km/s,但尚未达到能逃逸出太阳系的速度:少数彗星撞向太阳被其吞噬。

在银河的外缘天文学家们观测到一些速度高达850km/s的“超速星”。理论工作者认为这些星曾与星系中心的黑洞密切相遇,是黑洞的巨大引力将它们向外弹射、又在飞越星系的其他区域时被加速。一些宇宙弹射还产生磁暴,喷射出纤细的物质喷注,其速度甚至可高于光速的99%。

自转的中子星作为脉冲星扮演着磁魔力的角色。脉冲星能高达每秒旋转1000圈,这意味着其表面以光速的20%在移动。距其表面足够远处,它抛射的磁场之移动甚至比光速还快,这并不违背物理定律,因为磁场不携带信息的能量。

借助于黑洞的引力,连固体也能接近于光速。在黑洞的视界,一块石头会无声无息地不见了,但在不同轨道上运行的两块石头却会相撞。按照2010年日本东京大学的原田佳奈和高崎雄二两人对此问题联机运算的结果:黑洞的旋转在其周围空间搅打起一漩涡并增加了碰撞速度。其结果会在宇宙内的某处,发现被一快速旋转的黑洞紧抓住的两块石头以接近于光的传播速度相互冲近。

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