50亿光年外,天文学家发现星系一分为二,爱因斯坦又对了?



50亿光年外,天文学家发现星系一分为二,爱因斯坦又对了?


文章图片



50亿光年外,天文学家发现星系一分为二,爱因斯坦又对了?


文章图片



50亿光年外,天文学家发现星系一分为二,爱因斯坦又对了?


文章图片



50亿光年外,天文学家发现星系一分为二,爱因斯坦又对了?


文章图片



50亿光年外,天文学家发现星系一分为二,爱因斯坦又对了?


文章图片



50亿光年外,天文学家发现星系一分为二,爱因斯坦又对了?


文章图片



50亿光年外,天文学家发现星系一分为二,爱因斯坦又对了?


文章图片



21世纪 , 人类文明对自然规律的了解和利用已经达到了一个相当高的水平 , 从星球运行到细胞分裂 , 都有一整套详细的理论去描述 。

但鲜为人知的是 , 现代文明的一切科学技术成果 , 其实都还是一个世纪甚至更久之前的理论底子 , 换言之就是说 , 基础物理学自爱因斯坦之后 , 已经停滞了一个多世纪了 , 今天的航空航天领域和计算机领域 , 用的最多的仍然是牛顿的万有引力定律 , 和量子力学中关于半导体的一小部分 , 包括相对论在内的许多理论 , 现在依然没能转化为技术 。

甚至关于相对论预言的验证工作 , 现在也依然在进行 , 从最开始的黑洞到引力波 , 再到时间膨胀和质能方程 , 在一次次的验证过程中 , 科学家们也一次次领悟到了爱因斯坦的伟大 , 但有些预言 , 只有在宇宙深处才能看见 。
引力透镜
你现在看到的这张照片 , 是天文学家们在1979年3月拍到的 , 图像中央是两颗外型和亮度都极其相似的类星体 , 但事实上这两个类星体其实是同一个 , 之所以会出现一变二的分数奇景 , 是因为这个类星体与地球之间存在一个大型引力源 。

在爱因斯坦广义相对论的预言中 , 光在经过大质量天体时会受到天体的引力影响 , 进而发生一定程度的偏折 , 所以之前观测到的类星体一变二的情况 , 就是类星体发出的光在到达地球的路上 , 被某个质量更大的天体引力折射了 , 进而在几十亿光年的尺度上分裂成了两个完全相同的类星体图像 。

而想破解这种障眼法也非常简单 , 只要把观测波段从可见光转移到无线电波段就行了 , 因为被折射出的另一个虚假类星体只能在可见光波段被看见 , 它本身并没有质量 , 也不会发射电磁波 , 所以用射电望远镜一看 , 就能分辨出哪个类星体是真的 。

20世纪90年代 , 随着哈勃太空望远镜的升空 , 天文学家第一次有了在地球之外观测星空的能力 , 没有了地球大气散射的干扰 , 来自宇宙深处的高清图像开始源源不断被哈勃望远镜拍摄捕捉 , 并传回地面控制中心 。
于是引力透镜又被发现了
此次发现的引力透镜 , 在天文学上被称为爱因斯坦十字 , 也就是透镜星系的两侧各有一个类星体 , 光线在经过引力透镜时被偏折成了两个对称的图像 , 在宇宙尺度上形成了一个弯曲的十字 , 也就是爱因斯坦十字 。

有趣的是 , 爱因斯坦十字其实还是一个大型望远镜 , 因为哈勃拍摄到的图像显示 , 虽然引力透镜的成像星系距离我们50亿光年 , 但事实上这个星系的本体距离地球是90亿光年 , 只不过它发出的光飞了40亿光年后碰上了引力源 , 从而又被折射出了一个新的可见光波段的图像 。

由此不难看出 , 肉眼看不见但能折射光线的引力 , 其实就像是望远镜的镜片 , 只要角度跟距离合适 , 宇宙中天体的引力透镜组合起来 , 就是一架巨型天文望远镜 。

根据计算 , 太阳形成的引力透镜的焦点位于550个天文单位 , 也就是825亿公里之外 , 根据天文学家的设想 , 只要在未来发射一艘大型飞船到达距离太阳550个天文单位的位置上 , 那么太阳本身的引力透镜就会成为太阳系内体积最大 , 成像效果最好的望远镜 。

推荐阅读