爱华网张家界市一中 尹列国
摘要：类似于恒星而不是恒星，类似于星云而有别于星云，类似于星系而有别于星系，类星体有九大令人费解的观测特点，一直是科学界的不解之谜。尤以巨大能量来源之谜、巨大红移及怪异红移之谜为最。《天地新知》中的“核结构论断、黑洞论断”等理论，可以轻松破解类星体诸谜：中子态核结构的黑洞的成长过程，主宰着星系的循环演化。类星体出现在星系循环演化的晚期，就是一块浓密的发光星云。其巨大能量来源于黑洞核反应的极辐射；巨大红移的原因是哈勃红移；怪异红移的原因是引力红移。类星体现象的被观测也可印证与完善《天地新知》理论，因而被纳入书中成为章节内容。
关键词：星系晚期；黑洞极射电；哈勃红移；引力红移；退行错觉。
一．类星体的观测特点
类似恒星的天体简称类星体，又称为似星体、魁霎或类星射电源。这是一种十分奇特的天体，从照片看来小如恒星但肯定不是恒星，光谱似行星状星云但又不是星云，发出的射电如星系又不是星系，因此称它为“类星体”。与脉冲星、微波背景辐射和星际有机分子，并称为20世纪60年代天文学四大发现。五十年来，它一直让科学家们感到困惑不解。
从1960年起，天文学家们对剑桥第三电波星表中一些不知意义、模糊的无线电波源，陆陆续续有下列的发现：它的光学体很小，光学直径<1"。从罗马天文台5m望远镜所拍照片中显示，它和恒星很难区别，都只是一个光点。这就是说：类星体在照相底片上具有类似恒星一样小的像。类星体比星系小很多，与直径大约为10万光年的星系相比，类星体的直径大约为1光天。
类星体是宇宙中最明亮的天体，非比寻常的亮，比正常星系亮1000倍。在可见光及无线电波波段都有此特征。类星体的绝对星等Mv在-25等到-33等之间，用哈勃定律可由红移值推算出距离，再由距离推算出光度。这样算出的类星体光度，在太阳光度的1012倍到1014倍之间，约1038瓦到1040瓦。能量释放的功率是星系的千倍以上。
类星体是一种在极其遥远距离外观测到的、高光度和强射电的天体。类星体是迄今为止人类所观测到的最遥远的天体，距离地球至少100亿光年。目前所知最远的类星体，约150亿光年。类星体的超常亮度，使其光可以在100亿光年以外的距离处被观测到。1960年天文学家们发现了射电源3C48的光学对应体，是一个视星等为16等的恒星状天体，周围有很暗的星云状物质。
测得的类星体的光谱成分齐全，既有高温高压气体热辐射的连续光谱；又有高温稀薄气体极明亮的发射谱线；还有低温气体的吸收谱线。在类星体连续光谱中出现有许多强而宽的发射亮线，包括容许谱线和禁线。特征谱线的分析是得出各种元素含量的重要依据。最经常出现的是氢、氧、碳、镁等元素的谱线；氦线非常弱或者不出现，说明在类星体原子发光的稀薄气体中氦元素的丰度偏低。
类星体发出很强的紫外辐射，因此颜色显得很蓝。光学波段连续光谱的能量分布呈幂律谱形式，频谱指数α常大于零。光学辐射是偏振的，具有同步辐射性质。近年来的观测表明，有些类星体还发出X射线辐射。另外，类星体的红外辐射也非常强。
类星射电源发出强烈的射电辐射。射电结构多数呈双源型，少数呈复杂结构，还有少数是致密的单源，角直径小于0.001秒，至今都未能分辨开。致密源的位置通常都与光学源重合。射电辐射的频谱指数α平均为0.75。一般，α>0.4的称陡谱；α<0.4的称平谱。陡谱射电源多数是双源；平谱射电源多数是致密单源，它们的厘米波段辐射特别强。
类星体一般都有光变，时标为几年。少数类星体光变很剧烈，时标为几个月或几天。从光变时标可以估计出类星体发出光学辐射的区域的大小，几光日至几光年。类星射电源的射电辐射也经常变化。光学辐射和射电辐射的变化没有周期性。
1960年天文学家们发现了射电源3C48，1962年又发现了射电源3C273，它们的光谱是连续光谱及强烈的发射谱线，令人不解的是光谱中有几条完全陌生的谱线。在1962-1963年，由M.Schmidt 测出这和那些已知的电波星系光谱相同。1963年，他终于认出了3C273谱线的真面目，原来它们是氢原子的谱线，只不过经历了很大的红移，使得谱线不易认证。
最早发现类星体巨大红移现象的，是M.Schmidt 在分析3C273光谱时顿悟的；他感觉那些强烈的发射谱线的相对排列顺序，与氢原子光谱的几条谱线很相似；不同的只是整个光谱都向低频长波的红端移动了一大截。循着红移这条线索，再去分析3C48的光谱，得出它的红移量还要更大。
类星体的显著特点是具有很大的红移，如OQ172观测到的红移值为3.53。对于有吸收线的类星体来说，吸收线红移z吸一般小于发射线红移z发。有些类星体有好几组吸收线，分别对应于不同的红移，称为多重红移。例如，类星体PHL957的发射线红移为2.69，吸收线红移有五组：2.67、2.55、2.54、2.31、2.23。
目前，在可见光及电波波段的天空搜寻中，数千个类星体已被发现；例如1989年M.P.Veron-Cetty 和P.Veron作的星表目录中有4170个类星体，1987年A.Hewitt和G.Burbidge所出星表中有3570个附有红移资料的类星体。
距离最近的类星体是M.Schmidt发现的3C273：视星等mv=12.8，其余的比16等还暗；红移z=0.158，相当于距离31亿光年。最亮的类星体是S50014+81：绝对星等Mv=-33，视星等mv=16.5；红移z值为3.14。最大红移指数的类星体是PKS2000-300：视星等mv=19，红移z=3.78。数字之最总在不断刷新中！历史记录又会被新的发现所取代。
在1986年后，发现越来越多更大红移的类星体，其中约有30个z值超过4的；1990年的报告指出，PC1247+3406的z值为4.90。值得一提的是，类星体的数目似乎以Z=2左右为分界：红移小于2的，随着z值增大数目也越多；而红移大于2的，分布趋势则相反，z值越大的类星体数目越小。
2001年，美国宇航局的科学家们发现了由18个类星体组成的类星体星系团，这是发现的规模最大的类星体星系团，距离我们65亿光年。2003年，以色列特拉维夫大学和美国哈佛大学的科学家，在1月23日出版的《自然》杂志上宣布：发现了类星体周围存在暗物质晕的证据。
2006年，欧洲科学家称发现神秘罕见的“孤儿”类星体。2007年，科学家首次发现十分罕见的类星体三胞胎。2008年，科学家发现罕见的可以辐射X射线的类星体。观测还发现有几个双源型类星射电源的两子源，以几倍于光速的极高速度向外分离。
综上所述，奇特的类星体，具有九大令人费解的观测特点：1、小；2、亮；3、远；4、连续谱、明线谱、暗线谱三种齐全；5、射电及各种电磁辐射射线成分齐全；6、光变无规律；7、红移值大，红移值异，多重红移；8、普遍双源型；9、似是而非：似星非星、似系非系、似云非云。
为解释类星体的这些观测特点，尤其是巨大的能量来源之谜、红移之谜，科学家们提出很多种假说，众说纷纭，莫衷于是，任何一种说法都似乎有点道理，但又都不能自圆其说，于是争吵得一塌糊涂，错误那是铺天盖地。我从百度百科下载资料，看得我头都大了。我最先发表在新浪博客里的博文，就保留了大量假说，自己的解释不多。现在全部用自己的《天地新知》理论解释。二.破解类星体八谜
类星体不像恒星那样是一个星球天体，恒星光球的中心存在一个致密的核心球，类星体发光区域的中心没有核心球，它就是一团发光的星云，它出现在一个星系演化的晚期，比不规则星系1还要晚，此时的星云仅仅是星系残留。星系中心的黑洞，早期质量最小，比中子星大不了多少；晚期质量最大，已接近于整个星系质量，是太阳质量的万亿倍以上。
最大的黑洞，就是最大的中子态核结构，形成最强大的磁场。最强大磁场对运动电荷的洛伦兹力，不允许最强大的核反应射电从黑洞的一般位置射出；只有从两磁极处射出的极射电，运动方向与磁感线平行，不受洛伦兹力作用，才能以并不太宽的喷流射出，特别高远。看黑洞表面附近的射电模型图，就像小女孩梳理好冲向两边的羊角辫。
极少数类星体的星云状包层已被观测到，如3C48。还有些类星体的喷流状结构也被观测到。未被观测到的其实同样存在。因此可以认为，类星体的发射线产生于一个气体包层，产生的过程与一般的气体星云类似。类星体的发射线很宽，说明气体包层中一定存在猛烈的湍流运动。有些类星体的光谱中有很锐的吸收线，说明产生吸收线的区域里湍流运动的速度很小。
星系演化晚期的黑洞周围，星系残存星稀云厚。黑洞极射电无比强大的能量，对照射区星云物质的作用，如同恒星核心球射电对恒星气体层作用，形成电离层、光球层、色球层、星冕，虽非完全一致，道理基本相同。黑洞极射电双向射出形成双子源，产生两块大光斑最为正常，所以双源型类星体最为多见。
1979年D.Walsh、R.F.Carswell和R.J.Weymann发现类星体QSO0957+561A及B，不但距离极近只5.7"视角，而且星等同样是17等，z值同为1.41，甚至光谱也完全相同。这是类星体双胞胎最有力的证据。
至于罕见的“孤儿”类星体被观测到，可能的解释有两种：一是黑洞极射电正对观察者，前类星体遮住了后类星体；二是星云气体不对称，只形成一个明亮的类星体。更罕见的三胞胎类星体的被观测到，可以理解为一个正常的双子源类星体背景上有一个“孤儿”类星体。
黑洞极射电变强时两子源发光区远离，极射电变弱时两子源发光区靠近。例如3C273；由巨大天线阵从1977年到1980年，以波长2.8cm的无线电波波段观测结果显示，其分立两子电波源的分离速度竟然高达11倍光速！光速是速度的极限，这种看似不可思议的超光速现象，在视觉上却有可能造成。
例如，在夜晚将探照灯射向高空，由于云层的反射，天空会出现亮点。当地面的探照灯缓慢转动时，在高空的亮点却以极快的速度在移动。如果探照灯转得不太慢，云层又足够高，亮点的速度甚至可以超过光速。用这模型来解释类星体双子源分离，速度超过光速一点也不稀奇。
两子源超光速分离现象足以证明：两子源是由其连线中心的同一母体，喷出两股相反方向的粒子流，它们分别照在两块星云物质上，从而激起两块电磁辐射区这样产生的。连线中心的母体，却不在两电磁辐射区任一个的核心。即不象恒星光球那样包裹着中心的核心球，因此类星体并不是严格意义上的一个天体，仅仅是一块星云剧烈发光的光斑。
因极射电被黑洞磁场约束得很窄，照射到星云物质上形成的发光区并不太宽。类星体直径不到星系直径的千万分之一，虽然比恒星的直径大，但因为距离我们太远的缘故，看上去还是小如恒星只是一个光点。
类星体能量来源的母体，是十万亿倍太阳质量的黑洞，极射电辐射能量正好是太阳辐射能量的十万亿倍。这也证明了太阳核心球、黑洞与中子星结构一样，都是中子态的核结构；核反应方式也一样，为中子衰变与核子聚变；核中子的半衰期都相同，单位质量的核反应速度一样快。
十万亿倍太阳辐射能量的类星体，当然成了宇宙中最亮的天体。本来跟整个星系的总辐射能量相当，但因为类星体能量的高度集中，使得类星体看上去竟比一个正常的星系亮1000倍。有一点需特别说明：类星体巨大的能量，来源于黑洞内部的核反应，而不是来源于黑洞外部的吸积作用。核反应释放能量，吸积作用将非核能转换成核能储存。
为什么类星体离我们都那么远？我想这也应该是地球生物能够存在的一个重要原因。我做过用凸透镜聚焦阳光烤死蚂蚁的实验，小光斑很亮很烫。那么高亮度的一个天体离我们不远，只怕地球上的一切都得被烤焦。看来宇宙环境真的很恶劣，找一个容许生命存在的行星真的不容易，地球值得我们好好珍惜。
太阳光球层炽热的高压气体发光，产生连续光谱；太阳色球层低温的稀薄气体吸收光子，产生特征暗线的吸收光谱；太阳核心球极射电穿越色球层时，会激发稀薄气体的原子发光，产生特征明线的发射光谱。对于这种在连续谱背景上有极明亮亮线的发射光谱，我们只在类星体光谱中看到，而未在太阳光谱中看到。
我想假如我们呆在沿太阳磁极的特殊位置上，就有可能观测到这种亮度高出的发射谱。一般位置上看到的，是发射光谱的明线亮度不足以弥补吸收光谱的暗线。因为明线与暗线位置相对应，太阳没有发射光谱与吸收光谱的红移错落；而类星体是因为有发射光谱与吸收光谱的红移错落，使得三种光谱齐全。
太阳光球层之下，能量辐射以射电方式为主；核反应射电中，包含有阿尔法、贝塔等带电粒子，和伽马射线、中微子等；射电对电离层气体原子的作用，使原子的内层电子受激发产生X射线；光球层气体原子的外层电子受激发产生紫外线、可见光、红外线；日冕层气体电离后的自由电子振荡产生无线电波。
内外都算上，太阳的辐射成分同样齐全。如果在沿太阳磁极的特殊位置上观测，有可能全观测到。由最大黑洞的极辐射照射星云物质形成类星体，各种辐射成分齐全，并且都能从外面观测到，这是理所当然的。因为总能量级别实在太高，各种成分的辐射都该超强。观测不同的类星体，各种成分含量不等，有的成分过于强大，有的成分没有观测到。这些都是可以找出原因的，纯属偶然不足为怪。
1965年A.Sandage 发现许多类星体，它们的光学性质和类星电波源相同；都有紧密的结构，极亮的表面及蓝的颜色；但它们却没有辐射无线电波，或是太弱了，而没被测到。因此而将它们分为两类：类星电波源QSR's，能用光学及电波段测出，这类比较少，占目前类星体总数的1/20；类星体QSO's，或称电波宁静类星体，电波较弱，只能以光学测出。
我相信它们就是同一种天体，只不过电波辐射强度不同；有强烈电波辐射的类星体，应该是类星体气体电离后的自由电子，受强烈光变扰动的振荡产生的结果；反之，对应于光变扰动不强的自由电子振荡，产生的无线电波辐射较弱。因此，称之为类星电波源或类星体都无所谓；根据观测可以分析总结它们辐射电波强弱变化的规律。
进一步的观测和研究发现了又一类天体，它们的形态也很像恒星，而且也有很大的红移，但是没有射电辐射，被称为射电宁静类星体。另外，还有一种很像类星体的怪东西，在1929年被发现并定名为BL蝎虎座天体，目前已发现100个左右。
BL蝎虎座天体，它的特征就是几乎没有特征：光度变化不规则；只有连续光谱，明线、暗线都太弱了看不见，测不到它的谱线；因此，它的距离也很难定出；它的连续光谱在可见光部分比类星体陡。我认为这是星云过于厚实，使得该类类星体光球层过于厚实，连续谱比例太大，可见光形式的能量辐射占绝对优势的结果。
由黑洞极辐射照射星云形成的类星体，没有象恒星一样相对稳定的结构，偶然性因素决定了类星体的光变无规律的特点：可分时间段，没有周期性，时标为几年、几月或几天，时标越短光变越剧烈；光变时标长短对应着光学辐射区域的大小，小则几光日大到几光年；各种辐射成分比例也变化不定。
另外，通常星系中心区域恒星密集，星云厚实，离黑洞近能量充足，会呈现出比星系边缘亮很多的大亮斑，星系被中心光芒所掩过，而呈现类星体的现象。这些星系的轮廓只有在最近的类星体3C273的光学影像中被辨认出，呈现模糊、扩张、云雾状的斑点。只有到最近，以极灵敏的CCD侦测器及现代影像扩大技术，这才比较有可能测出那些z≦0.5的类星体及和它有关的星系。
寻找红移与星系相近的低红移类星体，以z≦0.5为范围，果然找到很多与椭圆或旋涡星系有关而红移相近的类星体；而高红移星系实在太暗，难以测出，不适用此法。因z值越小之类星体距离越近，与其有关之母星系才不至于太暗。减去类星体光度后的星系绝对星等在-21到-23等之间，是直径13万至49万光年的椭圆星系或旋涡星系。
观测结果认为，有强电波辐射的“类星体”可能属于椭圆星系，椭圆星系是星系演化早期还在扩张的星系。而无电波“类星体”则属于旋涡星系，旋涡星系是中年鼎盛的成熟星系。总之，类星体现象无论真假，都属于星系这是绝对的。类星体出现时星系还残留有多少成分？类星体会出现多长时间？其中差异很大，还在探索阶段，不易形成定论。
三.类星体红移之谜专解
由于观察者与波源有相对运动，而使得观察者接收到的波长或频率发生变化，这一现象叫多普勒效应。根据多普勒效应：光源与观察者接近时，接收光的谱线蓝移；光源与观察者远离时，接收光的谱线红移。接收到的河外星系光的谱线普遍红移，且满足红移值与距离成正比的关系，该关系最先由哈勃发现因而叫哈勃定律；这种原因产生的红移也因而称哈勃红移。
由于光子也受万有引力作用，若万有引力对光子做了负功，就会使光子的能量减少，再根据能量子公式可知，能量子小的光波频率低，这种因为引力场的原因造成的光谱线红移的现象，称为引力红移。一般引力场产生的红移值太小，根本观察不到，超强大的引力场，才会有较显著的红移值。若万有引力对光子做正功，就会有引力蓝移。
仅用单方面红移理论去解释类星体红移，都会遭遇到无法解释的疑难，这就是造成类星体红移之谜的原因。哈勃红移与引力红移，两种红移并存，足以破解类星体红移之谜。不用猜测还有其它什么原因造成的红移，那样反而添乱了。
红移值的巨大主要来自于哈勃红移。因为类星体都是远距离河外星系演化后期的产物，由红移与距离成正比的哈勃定律知，它们都会有巨大的红移。类星体光线由最大黑洞附近发出，即受到了最强引力且做负功，引力红移效应也有足够大的表现，但其值似乎没有哈勃红移大。由(Z-Zabs)/Z≧0.01式中的等于符号可以证明；大于符号如果是远远大于则说明两种原因旗鼓相当。
红移值的巨大主要来自于哈勃红移，还有一个证据是星系成协：类星体的物理性质与某些活动星系很类似，而活动星系已被证明是满足哈勃定律的。另外，已发现几个类星体分别很靠近某个星系团或就在星系团内，而且类星体与星系团的红移近似相等。还发现某些类星体很靠近一些星系，而类星体和邻近星系的红移也大致相同。
在高红移类星体吸收线中，找到了低红移星系及类星体的吸收线系统，而在低红移星系吸收线中，找不到高红移类星体的吸收线。这可说明：高红移类星体的确是在低红移星系或类星体的后面；红移值高主要来自于红移与距离成正比的哈勃红移。
发射线红移大于吸收线红移、吸收线有多重红移的同一类星体的不同红移；成协星系的不同红移。这些红移值的差别主要来自于引力红移。光球层距黑洞近，色球层距黑洞远，吸收反变的色球层往往不止一层，不同层次与黑洞距离变化较大，成协类星体光球层与黑洞各自距离不同，分别造成上述各种红移值的差别。这些距离的不同在哈勃红移值中的区别微乎其微。
类星体中吸收谱线所测得的红移值Zabs，与发射谱线的红移z值不同，一般是Zabs≦Z。理论上讲应该是：发射线z值减去引力红移成分，用剩下的哈勃红移成分来计算类星体的距离才对。目前用发射线z值算出类星体距离是偏大了；我认为用多重红移的最小值算出类星体距离应该还准确些。
利用哈勃定律，天文学家通过观测星系的谱线红移量，求出星系的距离，进而得出它们的视向速度。例如，一个距离约1亿光年的星系，正以2100千米/秒的速度远离我们而去；一个距离约10亿光年的星系，正以21000千米/秒的速度远离我们而去；目前已观测到的最远星系距离达100多亿光年，它正以接近光速的速度远离我们而去。3C273和3C48的退行速度，分别达光速的1/6和1/3。
为什么星系都在离我们而去呢？这里犯了天大一个错误！该错误诞生大爆炸宇宙谬论，又进一步臆断独立于暗物质之外的暗能量。很多天文观测现象，为附会谬论而被解释错，造成无数难解之谜，也造成很多思想混乱。那就是“退行”不是真的！只是错觉！哈勃定律只能算距离，不能算“退行”速度！
哈勃红移是多普勒效应没错，多普勒效应是观察者与光源有相对运动也没错，错在把相对运动认定为直线运动的退行！实际上的相对运动，是观察者与光源有相对绕转的匀速圆周运动，这是由地球自转的原因造成的。人星同步转，距离不会变；星转人不转，距离会“变近”；人转星不转，距离就“变远”。
星转人不转的匀速圆周运动，是中学生熟知的，有向心加速度；人转星不转的匀速圆周运动，是人类思维的一个盲点，有离心加速度！对应于离心加速度在波列时间里的速度变化量，就是退行速度！当离心加速度不大时，速度变化量趋近于零，使全人类都没有意识到它的存在；要知道退行加速度也与距离成正比，遥远星系的退行加速度大得离谱，因此退行速度不小。
“向心”的实际没有向心，“离心”的实际也没有离心，“变远”、“变近”都只是错觉。如同行车中人看路旁树退，坐地观日东升西落，看见的只是错觉；又如同多普勒效应中的音调改变，听到的也只是错觉；哈勃红移测得出，测出的“退行”照样是错觉！哈勃定律之外，现今观测到的“加速膨胀”的加速度正好与距离成正比。
当然，人星同步转的匀速圆周运动，也是我们人类很少思考的，它就是相对静止，既没有近行也没有退行。向心加速度、离心加速度都等于零，向心速度、离心速度也都等于零。我在《退行错觉论断》一文中对此作有专题论述。
结束语：该篇在用《天地新知》中正确的核结构理论，顺利地解说了中子星、黑洞与超新星、及星系演化等天文奇观的基础上，进一步顺利解说类星体的种种神奇。宇宙万物同一理的简洁的物理理论，也需要大量的天文观测来检验。从实践中来到实践中去，只有来源于实验基础、又经得起实践检验的理论，才是正确的理论。
参考资料：《百度百科》中的网络文章《类星体》《中子星》《黑洞》《恒星》《银河系》《河外星系》《星系团》《谱线红移》等。本文引用尹列国著作《天地新知》诸多论断。《天地新知》初稿放在尹列国的博客里，2011年4月底开始发博文，已是二十多万字的一部科研科普大书。
