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  • 1 # lanfengkd

    就點光源而言,單由引力引起的紅移與單由高速退行引起的多普勒紅移在光譜上是不可區分的。

    那為什麼我們知道類星體的紅移光譜是由退行引起的呢?其實最開始也有一部分天文學家認為那是引力紅移,但找不到令人信服的機制統一解釋此引力紅移與類星體特有的強射電等性質。現在普遍的觀點認為類星體就是巨黑洞及其吸積盤,這一模型能夠統一解釋類星體的所有主要特徵,因而得到大多數人的認可。

    巨黑洞典型的大小量級是1光時(即光走1小時的距離,約為太陽系的大小),其視界表面發出的光在遠處得到的紅移量是無窮大(其實就是無光發出),但隨著遠離黑洞,相應的紅移量急劇下降。我算了一下,假設巨黑洞的視界半徑為1光時,那麼在距離巨黑洞中心1.1光時位置處發出的光在遠處得到的紅移量是2.32,1.3光時位置處發光的紅移量是1.08,1.6光時位置相應的紅移量是0.63,2光時的紅移量是0.41,1光天(光走1天的距離)對應的紅移量是0.022,1光月對應的紅移量是萬分之7,1光年對應十萬分之6。

    類星體巨大的光亮不是源於巨黑洞本身,而是它那巨大的、可達上千光年範圍的吸積盤。不論從理論計算上,還是實際觀測上,都得出類星體在可見光光譜波段的光能主要來自吸積盤幾個光月的範圍內。而上段中已給出1光月對應的紅移量是萬分之7,這就是說,類星體光譜中引力紅移的貢獻只有萬分之幾。因此,類星體的巨大紅移量中的絕大部分只能源於多普勒紅移。

    巨黑洞發光與白矮星或中子星發光有很大不同,後兩者可以直接從其表面發光,因而光譜中的紅移量可以就是其表面對應的引力紅移,但巨黑洞是在它外面很遠的地方發出主要光能的,而那裡的引力紅移量很小。

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