何时揭开类星体上的神秘面纱？

类星体是20世纪60年代初发现的一种新型天体。从发现时起，它就笼罩上了几层神秘的面纱。随着20多年来观测资料的积累和研究工作的开展，人们对它的探索虽说已经取得了不少成绩，然而迄今为止它的本质仍是一个未解之谜。

当人们首先用射电望远镜观察到类星体时，发现这类新天体的光谱竟和所有恒星的以至星系的光谱都不相同。当时无人能够认识这些光谱。到了1963年，一个被人们称为3c273的类星体的光谱才首先被辨认出来，原来其中一些谱线，只不过是经过了极大红移的氢的巴尔末线系的谱线，说明人们发现类星体的光谱全都是产生了巨大红移的已知谱线系。这种巨大的谱线红移，正是类星体最显著的特征和最难以揭开的一层神秘面纱。

多普勒效应认为，当恒星远离我们而去时，我们观测到它的电磁波波长变长，即光谱线出现红移；当恒星向我们接近时，我们观测到它的电磁波波长变短，即谱线出现紫移。恒星运动速度愈大，光谱线的位移也愈大。对于类星体的极大的谱线红移，如果用多普勒效应来说明，那么计算结果，有的类星体远离我们面去的速度竟能达到光速的十分之九。在天体物理学中，对星系而言有一个经验的哈勃定律：星系愈远，红移愈大，红移与距离成正比；反过来说，红移愈大，星系必愈远。按照哈勃定律推算，类星体离我们的距离远达上百亿光年。那么，从如此遥远的天体射来的光线应当是极其微弱的。例如，像太阳这样的普通恒星，放到像20亿光年那样远的距离上，我们就将完全无法观测到。然而类星体的亮度却十分惊人。按其亮度推算，一个普通的类星体，它辐射的总光能要比银河系还大100倍，其射电能量甚至超过10万倍！但计算表明，类星体的直径却只有普通星系的十万分之一甚至百万分之一。在这样小的体积中居然产生了那样巨大的能量，用现代的一切能源理论包括热核反应在内都是无法解释的。人们虽然还作过种种大胆的设想，如提出引力塌缩释放大量能量或正反物质湮灭释放能量等，但都无法揭开这一层神秘的面纱。

由于体积不大的类星体辐射的能量大得难以令人置信，使人们对红移理论的解释产生了怀疑。

对谱线红移的解释，一是哈勃定律，一是多普勒效应。哈勃定律并非理论结果，而是一个经验关系，把它用到遥远的星系上。本来只是外推，因为遥远星系的距离无法直接测知，所以哈勃定律能否完全适用就难以确认，更不用说类星体了。多普勒效应，是经过实践检验的物理规律，所以，无论星系或类星体，如果确以高速远离我们的话，那么必然要出现谱线红移。但是，反过来，出现了谱线红移的天体是否就一定在远离我们而去呢？这逆命题是否成立现在还没有定论。20世纪60年代，有人提出过“引力红移”的假说，但这种假说连星系的红移都无法成功地说明，对类星体的红移就更无能为力了。迄今为止，除多普勒效应外，人们还没有找到另外一种足以说明引起上述谱线红移的成功理论。

20世纪70年代以来，观测上又发现了以下两种现象使得矛盾更加尖锐起来：一是人们发现有不少类星体和星系连在一起。很明显，互相连着的天体对我们应有相同或相近的红移，但观测结果表明，类星体的红移都比与之相连的星系的红移大很多。二是发现有些类星体的光谱中，其吸收谱线的红移与发射谱线的红移不同，而且不同的吸收谱线也有各不相同的红移，这就是所谓“多重红移”现象。如果红移表征速度的话，那么同一个天体，怎么会有不同的速度呢，这又是一层未揭开的神秘面纱！

再有，科学家们设想，问题可能出在对距离的间接测量上。如果类星体不在遥远的天际，而是在我们银河系中的话，那么按其亮度，它发射的能量就只不过和一般恒星差不多，不可思议的巨大能量疑问也就不复存在了。但是，既然从天文物理学角度来说类星体距离我们“近在咫尺”，它们的大红移值显然就不是远离速度的反映，那也就不能再用多普勒效应来解释。因此，类星体的本性，或者说谱线红移的本性就成了笼罩在类星体上的最里层的一层神秘面纱。何时才能揭开这笼罩在类星体上的层层面纱呢？