二 类星体与新眼界

目前所知类星体是距地球星最远的天体 最初先接收到太空内射电，发现类星体射电源（quasi-stellar radiosources），后来改称其为“类星体”

（quastar）。它们所具有的特征有：（A）经常是射电源，且发出有极大的射电波直径；（B）在望远镜里只是一个小光点，没有直径，没有面积。似乎它是一颗小星，然而射电特强；（C）有很大的红移；（D）距地球星极远， 据说最接近的有 10 亿光年，较远的在 100 亿光年以上。目前所知最远的一颗

类星体距地球星约 360 亿光年，也就是说，今天所看到的这个类星体的光还

是 360 亿年以前射出来的；（E）虽然是一个小光点，但光度极强，约相当于

太阳恒星发光的 1 万亿倍。

所谓类星体，就是类似恒星的天体。1960 年发现，1961 年被证实，至1986 年已发现许多颗。其中有些类星体可能早已消失，只留下光波，经过遥远的空间到达我们的眼里。

1950 年以前，使用光学望远镜只能望见一些有光的星体。后来发明了射电望远镜，就可以探测宇宙空间射电的来源。上述两种望远镜同时观察并探测同一个天球视面，所得到的结果不完全相同，引起观测者的好奇。1960 年前，天文学家只知太阳恒星有射电波向地面发射，其他恒星因为距离太远， 当时技术又落后，收不到它们的射电波。光从太阳表面到达地面历时只需 8.5 分钟，其他恒星的光到达地面则需要许多光年或许多万光年。那时候，收不到其他天体发出来的射电波，但并不能说明远方恒星没有射电。

类星体无“角径”，只是一个小光点，出现于黑暗而又深远的太空内。类星体爆炸时，光度强烈，据说有万亿颗太阳恒星同时发光那么强烈。类星体光谱里的谱线正朝着长波进行位移，这种现象叫做“红移”（red shift）， 简单说来，即谱线射出后移向长波而离开短波。

红移现象只有在远距离内才会出现，短距离内是不会发生的。这就是地球星上实验室内所不能实验的事。光速为每秒接近 30 万公里，地面上最远的距离只有两万公里远，可见，物理实验将来必须移到太空里，才会出现意料不到的大发现。

红移的现象有两种，一为多普勒红移，属于后退的红移；另一为爱因斯坦红移，属于强引力场内原子射出谱线朝着长波方向进行位移。后者与大环境无关，可以不论。多普勒红移也叫做多普勒效应，可以用下列例子来说明。当一列火车正朝着我们的方向疾驰过来，那么火车离我们愈近时，所听到的火车鸣声也愈高（频率升高），反过来，当火车驶离我们时，离开愈远，火车鸣声愈低（频率变低）。同样，当一个射电源正在退行（即远离我们）时， 它发出的谱线即移向红外线光谱区，这就是上文所述的红移。类星体有明显的红移，证明它正在退行，愈退愈远。红移愈大，后退愈远。这就是多普勒效应。如果射电源换个方向，一直射着我们前进，愈进愈近，它的谱线就移向紫外线光谱区，形成紫移。但是，天文学家自有观察以来，从未有人发现过紫移，全是红移。

有人认为，这退行的现象显示了“宇宙膨胀”。可以做以下实验。先吹起一个玩具用的氢气球，在球面上绘上许多小点以代表天球视面上许多星系，然后继续吹起这个气球，使它更膨胀。这样，各小点彼此距离增大，显示了各星系彼此远离，而且远离我们居住的银河星系。观察者在望远镜里望

见这类星体飞也似的向后退，显示这宇宙正在扩大之中。这假说是否可信呢？ 依据多普勒效应及哈勃定律，远距离星系正在迅速后退，远离我们。哈

勃定律的主要概念也是红移，指远距离星系光谱内，谱线显示位移，移向长波光谱区，也叫做哈勃效应。他的定律是说，远距离星系距离我们愈远，后退愈快；就是说，每离开我们百万秒差距，星系每秒退行速度增加 50 公里。这个速度并非每个人都能接受，有人另创新说。总之，天文学只能观察，不能实验，20 世纪内作的假说，到 21 世纪时必会有更新的假说来代替。

类星体与射电望远镜 类星体的发现是由于开始使用射电望远镜（radio telescope）。

射电望远镜体积庞大，但运转灵活，昼夜可用，雨天也可使用，不象光学望远镜只限于晴朗之夜。据说中国柴达木盆地中也有一架全新的射电望远镜。射电望远镜所收集的波长必须长于 1 毫米，因为大气内的水汽、二氧化

碳及臭氧可以吸收短于 1 毫米的波长；大气层内电离层又能够反射 30 米以上的长波。射电望远镜不怕大气干扰，不怕阳光辐射，只怕都市内电视台及广播电台。因为双方都使用长波，很难分辨。只有把射电望远镜放到离都市十分遥远的荒野区内，那里既无居民又无电视和广播台，可以避免上述麻烦。从宇宙空间收集无线电波，波长限于 1 毫米到 30 米。射电望远镜可以收

到强烈射电波，但不能确指由天球视面上哪一个点射出来的。改用光学望远镜向那个点望去，可看见星空里那个点光度微弱暗淡，似星非星，视星等低于 13 等。再改用射电望远镜观察，可以看到一股强大的射电波，千真万确地来自那个微弱的小光点。因此，这个小光点被叫做“类星体”。1961 年发现的第一颗类星体编号为 3C48，谱线上有红移。 1963 年发现第二颗类星体， 编号为 3C273，谱线上也有红移。1984 年澳大利亚天文台又找到一颗类星体， 红移值极大，估计距地球星有 360 亿光年。据观测，类星体多至数万个。虽

然光度微弱，全是蓝光星。估计一个类星体的直径约有 1 光年的长度，这比银河星系十万光年的直径小得多，然而射出的能量却比银河星系大数十倍。它的能量怎样得来？有人说，类星体可能是宇宙中心，才有这般宏大的能量。但现今已发现的类星体很多，此说也已不攻自破。类星体的光全是由氢原子射出的强电波。现今所看见的蓝光该是此类星体数十亿年前或一百亿年以前所射出的，直到现在才到达天文学家的眼里，可以推测，那颗星现今已非青年时期，可能早已衰老而死亡并已消失了。

类星体的发现的确扩大了人类的视野，使人们眼界大开，为一可喜之事。对于这 360 亿光年，人们一般未能感觉到有什么稀奇。《西游记》中孙悟空曾夸口：我老孙一个觔斗，可去十万八千里。这是中国小说家的夸张手法。但是，试作一比较，一秒钟时间内光可前进 30 万公里，孙猴子一觔斗只有

108 000 公里（现且把“里”字解为“公里”），一连三个觔斗，也不敌一个“光秒”。如果让孙猴子连续打觔斗，直到他死，也不能到达任何一颗类星体。这说明了中国古代虚构故事中所夸大的距离比不上现今科学家的实测。