Введение
В астрономии сверхсветовое движение — это кажущееся движение быстрее скорости света, наблюдаемое в некоторых радиогалактиках, объектах BL Lac, квазарах, блазарах и, в последнее время, также в некоторых галактических источниках, называемых микроквазарами. Всплески энергии, движущиеся вдоль релятивистских джетов, испускаемых этими объектами, могут демонстрировать собственное движение, которое кажется превышающим скорость света. Считается, что все эти источники содержат черную дыру, ответственную за выброс вещества на высоких скоростях. Световые эхо также могут создавать эффект кажущегося сверхсветового движения.
In astronomy, superluminal motion is the apparently faster than light motion seen in some radio galaxies, BL Lac objects, quasars, blazars and recently also in some galactic sources called microquasars. Bursts of energy moving out along the relativistic jets emitted from these objects can have a proper motion that appears greater than the speed of light. All of these sources are thought to contain a black hole, responsible for the ejection of mass at high velocities. Light echoes can also produce apparent superluminal motion.
Пояснение
Сверхсветовое движение возникает как частный случай более общего явления, обусловленного разницей между кажущейся скоростью удалённых объектов, движущихся по небу, и их истинной скоростью, измеренной вблизи источника. При отслеживании движения таких объектов по небу, наивное вычисление их скорости может быть получено простым делением расстояния на время. Если расстояние до объекта от Земли известно, можно измерить его угловую скорость, а скорость наивно рассчитать следующим образом: видимая скорость = расстояние до объекта × угловая скорость. Этот расчёт не даёт истинной скорости объекта, поскольку не учитывает конечность скорости света. При измерении движения удалённых объектов по небу существует значительная временная задержка между наблюдаемым и произошедшим из-за большого расстояния, которое свет от удалённого объекта должен пройти, чтобы достичь нас. Ошибка в указанном наивном расчёте возникает из-за того, что когда у объекта есть составляющая скорости, направленная к Земле, эта временная задержка уменьшается по мере приближения объекта к Земле. Это означает, что кажущаяся скорость, рассчитанная выше, больше истинной. Соответственно, если объект удаляется от Земли, указанный расчёт занижает истинную скорость. Сам по себе этот эффект обычно не приводит к наблюдению сверхсветового движения. Однако, когда истинная скорость объекта близка к скорости света, кажущаяся скорость может оказаться больше скорости света в результате описанного эффекта. По мере приближения истинной скорости объекта к скорости света, эффект становится наиболее заметным при увеличении составляющей скорости, направленной к Земле. Это означает, что в большинстве случаев «сверхсветовые» объекты движутся почти прямо к Земле. Тем не менее, это не является строго обязательным условием, и сверхсветовое движение всё ещё может наблюдаться у объектов со значительными скоростями, не направленными к Земле. Сверхсветовое движение чаще всего наблюдается в двух противоположно направленных струях, выходящих из ядра звезды или чёрной дыры. В этом случае одна струя движется от Земли, а другая – к ней. Если в обоих источниках наблюдаются доплеровские сдвиги, скорость и расстояние можно определить независимо от других наблюдений.
em = 1.5 | text = apparent speed = distance to object × angular speed. This calculation does not yield the actual speed of the object, as it fails to account for the fact that the speed of light is finite. When measuring the movement of distant objects across the sky, there is a large time delay between what has been observed and what has occurred, due to the large distance the light from the distant object has to travel to reach us. The error in the above naive calculation comes from the fact that when an object has a component of velocity directed towards the Earth, as the object moves closer to the Earth that time delay becomes smaller. This means that the apparent speed as calculated above is greater than the actual speed. Correspondingly, if the object is moving away from the Earth, the above calculation underestimates the actual speed. This effect in itself does not generally lead to superluminal motion being observed. But when the actual speed of the object is close to the speed of light, the apparent speed can be observed as greater than the speed of light, as a result of the above effect. As the actual speed of the object approaches the speed of light, the effect is most pronounced as the component of the velocity towards the Earth increases. This means that in most cases, 'superluminal' objects are travelling almost directly towards the Earth. However it is not strictly necessary for this to be the case, and superluminal motion can still be observed in objects with appreciable velocities not directed towards the Earth. Superluminal motion is most often observed in two opposing jets emanating from the core of a star or black hole. In this case, one jet is moving away from and one towards the Earth. If Doppler shifts are observed in both sources, the velocity and the distance can be determined independently of other observations.
Скорость сигнала
Модель выявляет различие между информацией, переносимой волной на её скорости сигнала c, и информацией о кажущейся скорости изменения положения волнового фронта. Если представить световой импульс в волноводе (стеклянной трубке), движущемся в поле зрения наблюдателя, импульс может распространяться только со скоростью c внутри волновода. Если этот импульс также направлен к наблюдателю, он получит информацию о волне со скоростью c. Если волновод перемещается в том же направлении, что и импульс, информация о его положении, передаваемая наблюдателю в виде боковых излучений от импульса, изменяется. Наблюдатель может воспринимать скорость изменения положения как кажущееся движение быстрее c при расчете, подобно движению края тени по искривленной поверхности. Это отличный сигнал, содержащий иную информацию, чем импульс, и не противоречит второму постулату специальной теории относительности. Скорость c строго сохраняется во всех локальных системах отсчета.