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发信人: emacs (被淹死的鱼), 信区: Science
标  题: 《新疆域》100
发信站: 哈工大紫丁香 (2002年06月15日16:00:32 星期六), 站内信件


                         100亿光年远

    在天空中发现新事物总是令人振奋的，而在十分遥远的地方发现
新事物——如天文学家已发现的以“双重类星体”形式出现的新型天
体——则是令人加倍振奋。我们在如此遥远的地方所看到的任何事物
都存在于宇宙的青春时代，而天文学家简直渴望尽其所能弄清楚宇宙
的那些早期岁月。

    1963年，当首次发现类星体后，对宇宙在遥远处的情况的研究便
开始了。这些类星体看上去像暗淡的恒星，但发现它们位于10亿光年
以上距离的地方。现已检测到几百个类星体，有些类星体离我们有100
亿光年远。

    我们无法看得比这更远。这不是因为我们正在深入到宇宙的尽头
（宇宙无尽头），而是因为当我们在空间上观看越来越远的事物时，
在时间上我们却正在越来越久地往后看。我们所看到的一个100亿光年
远处的类星体是它在100亿年前的情况，那时宇宙显得十分年轻。要是
我们能进一步深入的话，我们会看到这样一个宇宙：在那里星系尚未
形成，而具有热辐射的星云看起来只不过像不透光的雾。

    由于类星体在如此遥远的地方可以被观测到，因此它们不可能是
如看上去那样的恒星，而必定是整个星系。一个普通星系，例如我们
自己的银河系，在那样遥远的距离处不可能被看到，而类星体拥有激
烈活动的核心，它们因某种原因发出为普通星系100倍的强光。其结果
使得它们甚至在我们所能深入的最远距离处，也能被看到。

    很久以前，似乎比现今具有更多的这种激烈活动的星系。年轻的
星系很可能是类星体吗？是什么使它们的核心如此明亮？支配它们的
能源是什么？当类星体最终“烧尽”时，它会发生什么情况？天文学
家有许多关于类星体的问题，他们希望给予回答。

    几乎将近20年，我们所看到的类星体只是单个天体；此后在80年
代早期，偶然地观测到了一个“双重类星体”。天文学家检测到两个
类星体，彼此很接近。到那时，使用射电望远镜和光学望远镜研究类
星体的技术已有了很多改进，因而对它们发出的光可以作详细的分析。

    结果表明这两个很接近的相邻类星体中每一个所发出的光在一切
特征上是完全相同的。似乎它们不是两个分开的类星体，而是单个类
星体，但由于某种原因，看上去是成双的。怎么会那样呢？

    合理的回答则是来自一个类星体的光线，当它朝着我们运行时，
经过了存在于该类星体和我们之间的一个普通星系。这个普通星系太
暗了，我们看不见它，但它的引力使该类星体的光线稍微弯曲。光线
在星系的两边都向内弯曲，于是这边光线同另一边的光线很微小地相
交，而作为相隔很近的双束光线终止于我们的望远镜上。所以我们看
见两个类星体象，而实际上那里只有一个类星体。

    这种效应称为引力透镜，因为它产生的效应与一个普通透镜能产
生的效应相同。在这种现象发现之前70年，阿尔伯特·爱因斯坦
（Albert Einstein）曾预言过它的存在。

    现已知这种引力透镜有数例，它们可用来推断产生这种效应的星
系，即使那些星系实际上不能看到。

    在星表里记为PKS1145-071的某个类星体，为人所知已多年，离我
们约100亿光年远。我们曾一直觉得它似乎只是另一个类星体，但在
1986年12月，发现它是双重类星体。即在那里有两个类星体，彼此很
接近地在一起。自然地会设想它是引力透镜的另一个例子。

    1987年，利用在亚利桑那的多镜面望远镜工作的天文学家分析了
来自这两个相隔很近的类星体中每一个的光线。第一次证明两者的光
线原来是不完全相同的。它们存在显著的差异，表明这两个类星体不
是看上去像两个而实际是单个的天体，而是真正分开的两个天体。

    如果这个观测获得支持的话，那么PKS1145-071便是已发现的首例
真正双重类星体。它表示了两个具有激烈活动核心的星系在足够近的
区域里相互绕转。

    如果正是这样，有可能这两个星系并不完全独自存在。可能有其
他星系在它们附近，这些星系不是类星体，不具有激烈活动核心，因
而看不到。总之，仿佛有明显的可能性，即我们正在观看一个星系团。

    星系确实成团存在。我们自己的银河系属于由24个星系组成的集
团中的一员，而且已知存在有几千个成员的星系团。然而，新发现便
证明这样的星系团或许在100亿年前已经存在了。要是如此，首先这会
迫使天文学家加强关于星系是怎样形成的某些观点。


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