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退行速度

退行方向上的运动速度称为退行速度。退行速度是经由测量被观测到的星系发射的电磁辐射红移得到的,因此星系的距离是用哈勃定律估计的值。

进行的反向为退行。比如某天体的光谱线传向地球为进行,离开地球而去叫退行。退行方向上的运动速度称为退行速度。

哈勃在研究谱线红移时,发现遥远星系的谱线里现有规则的红移,解释为是由视线方向上的退行运动引起的。因为宇宙在向着远离我们而去的方向膨胀,遥远的星系发向我们的谱线产生了红移。如果把红移换算为退行速度,把视线星等换算为距离。退行速度近似地与距离成正比。星系离我们的距离增加,退行速度也增加。公式:V=HD。式中V是视向速度,D是距离,在退行速度与距离之问有个比例常数H,叫哈勃常数。即星系的退行速度随距离而增速的速率。估计值在20一40公里/(秒·百万光年)之间。

遥远的星系的退行运动及其速度已得到观测事实的证实,成为宇宙膨胀论的重要根据之一。但类星体的巨大红移还不能从中得到解释,为此,天文学家提出了种种假说,尚待研究之中。 

星系的“退行速度”可以超光速

按照哈勃定律,离我们越远的星系“逃离”我们的速度越快,那么它们的“退行速度”可以超过光速吗?狭义相对论认为光速是极限速度。任何静质量不为零的物体,其运动速度都只能趋近真空中的光速,不可能达到光速,更不可能超过光速。只有静质量为零的粒子(例如光子、中微子等...运动速度正好是光速,但也不可能超过真空中的光速。如果出现物体或信号的超光速运动,将会使因果关系倒置。所以,狭义相对论严格禁止超光速运动。

不过,狭义相对论不允许超光速,是针对物体运动速度和信号传播速度而言。不属于物体真实运动的表观速度(例如“视运动”),以及不能传递信号的速度(例如波的相速度等),并不在禁戒之列。哈勃定律描述的远方星系的“退行速度”,也不在狭义相对论的禁戒之列。这是因为,这些星系的“退行速度”并非它们在空间中的运动速度,而是空间膨胀造成的“视速度”,所以星系的“退行速度”可以“超光速”。 



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