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50亿光年外,天文学家发现星系一分为二,爱因斯坦又对了?

21宿世纪的今天,人类文明对天然纪律的领会和操纵已经达到了一个半斤八两高的程度,从星球运行到细胞割裂,都有一整套具体的理论去描述。

但鲜为人知的是,现代文明的一切科学手艺当作果,其实都仍是一个宿世纪甚至更久之前的理论根柢,换言之就是说,根本物理学自爱因斯坦之后,已经障碍了一个多宿世纪了,今天的航空航天范畴和计较机范畴,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门,包罗相对论在内的很多理论,此刻依然没能转化为手艺。

甚至关于相对论预言的验证工作,此刻也依然在进行,从最起头的黑洞到引力波,再到时候膨胀和质能方程,在一次次的验证过程中,科学家们也一次次贯通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

您此刻看到的这张照片,是天文学家们在1979年3月拍到的,图像中心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统一个,之所以会呈现一变二的分不偶景,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,光在颠末大质量天体时会受到天体的引力影响,进而发生必然水平的偏折,所以之前不雅测到的类星体一变二的环境,就是类星体发出的光在达到地球的路上,被某个质量更大的天体引力折射了,进而在几十亿光年的标准上割裂当作了两个完全不异的类星体图像。

而想破解这种障眼法也很是简单,只要把不雅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子虚类星体只能在可见光波段被看见,它自己并没有质量,也不会发射电磁波,所以用射电千里镜一看,就能分辩出哪个类星体是真的。

20宿世纪90年月,跟着哈勃太空千里镜的升空,天文学家第一次有了在地球之外不雅测星空的能力,没有了地球大气散射的干扰,来自宇宙深处的高清图像起头源源不竭被哈勃千里镜拍摄捕获,并传回地面节制中间。

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,光线在颠末引力透镜时被偏折当作了两个对称的图像,在宇宙标准上形当作了一个弯曲的十字,也就是爱因斯坦十字。

有趣的是,爱因斯坦十字其实仍是一个大型千里镜,因为哈勃拍摄到的图像显示,固然引力透镜的当作像星系距离我们50亿光年,但事实上这个星系的本体距离地球是90亿光年,只不外它发出的光飞了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,其实就像是千里镜的镜片,只要角度跟距聚散适,宇宙中天体的引力透镜组合起来,就是一架巨型天文千里镜。

按照计较,太阳形当作的引力透镜的核心位于550个天文单元,也就是825亿公里之外,按照天文学家的设想,只要在将来发射一艘大型飞船达到距离太阳550个天文单元的位置上,那么太阳自己的引力透镜就会当作为太阳系内体积最大,当作像结果最好的千里镜。

理论上来说,由太阳引力透镜辅以不雅测飞船构成的超等千里镜,能直接看见4.22光年外比邻星b的细节,而此前非论是哈勃千里镜仍是地面天文台,在不雅测比邻星时都只能看见一颗没有任何细节的亮点,连恒星最根本的圆盘外形都看不见。

总体而言

爱因斯坦的广义相对论就是一座宝藏,现代天文学家发现的绝大部门新现象,都能在一个多宿世纪前的广义相对论中找到理论依据,从黑洞到引力波,再到引力透镜,皆是如斯,而这些新发现也大大丰硕了人类对宇宙的领会。

截至今朝,唯二还未被发现的相对论预言,只剩下虫洞和白洞了,前者理论上能联通数十亿光年甚至上百亿光年规模内的天体,能让人类在不超光速的环境下,短时候内跨越数十亿甚至上百亿光年的距离。

而关于白洞,爱因斯坦认为它是黑洞的反演,黑洞一向在吞噬物质,白洞就一向在标的目的外排出物质,但今朝为止宇宙中并没有白洞的踪迹。

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