【地科小擂台】視超光速現象

林彥興

相信很多人都聽過,在狹義相對論的世界觀下,沒有任何東西能跑得比光還快。
但 1999 年,天文學家用哈伯太空望遠鏡觀測 M87 星系中間的噴流時,卻發現噴流中的團塊在四年間移動了大約 0.1 角秒的距離。已知 M87 星系距離我們約 5300 萬光年,這似乎代表這些團塊約以六倍光速在前進?怎麼可能?

你能想到這究竟是怎麼一回事嗎?
你能夠建構一套簡單的模型,描述這樣的現象會在什麼情況下發生嗎?

圖片來源:J. Biretta (STScI)
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【解答】
上星期,我們挑戰大家能否想出,究竟是什麼原因,造成了 M87 的噴流看起來跑得比光速還快的假象。現在,就讓我們來公布解答吧!

視超光速現象的核心原理其實非常簡單:光速並非無限快。
在我們的日常生活中,看到的東西與我們的距離都很近,運動的速度也不快,因此很常會有「我們所見的景象,就是它現在的狀態」的錯覺。但實際上,光總會需要一些時間才能進入我們的眼中。而這正是解開視超光速現象之謎的關鍵。

視超光速現象最早在 20 世紀初就被觀測到。1960 年代「特長基線干涉測量法 VLBI」技術(就是將眾多分散各地的無線電望遠鏡的資料合併處理,以達到極高解析度的技術,著名的事件視界望遠鏡就是個例子)成熟後,天文學家就在大量的類星體、電波星系與 X 射線雙星上被觀測到。
所以啦,視超光速現象不僅沒有打破相對論,甚至跟相對論完全沒有任何關係。只是簡單的幾何關係造成的觀測現象而已~

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