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綜述

你相信宇宙就是一個(gè)無(wú)限輪回的整體嗎？小到地球、大到整個(gè)星系，在宇宙廣袤的空間中都能找到對(duì)應(yīng)之物。

起初大家對(duì)該說(shuō)法始終報(bào)以懷疑的態(tài)度，直到2013年美國(guó)天文學(xué)家蒂莫西·漢米爾通過(guò)哈勃望遠(yuǎn)鏡拍到了兩個(gè)極度相似的星系，這才讓人接受了“輪回”的說(shuō)法。

因?yàn)榈倌鳌h米爾拍到的相似星系并不是偶然，在距離地球50億光年的地方，哈勃望遠(yuǎn)鏡還拍到了愛(ài)因斯坦十字！

在此之前我們簡(jiǎn)直不敢想象這種星際景觀真的存在，看來(lái)宇宙中還有數(shù)不盡的秘密等待著人類(lèi)去挖掘。

愛(ài)因斯坦十字

熟悉物理學(xué)的人，想必沒(méi)人會(huì)不知道鼎鼎大名的天才愛(ài)因斯坦。由于愛(ài)因斯坦在物理領(lǐng)域縱深的極為透徹，以至于他對(duì)某些物理觀點(diǎn)的認(rèn)知已經(jīng)不能用“論證”來(lái)概括，而是該用“預(yù)言”來(lái)總結(jié)。

他就像是一個(gè)出色的預(yù)言家，在其死后近半個(gè)世紀(jì)內(nèi)，他的諸多物理理論才被一一證實(shí)。

而所謂的愛(ài)因斯坦十字，指的是愛(ài)因斯坦當(dāng)年在撰寫(xiě)廣義相對(duì)論時(shí)提到的一種“引力透鏡效應(yīng)”，他推測(cè)距離地球50億光年外的飛馬座星系和距離它較遠(yuǎn)的類(lèi)星體組成了一個(gè)四重影像，該影像足以證明星系之間可能具有很多相似之處。

可是以當(dāng)時(shí)的拍攝條件來(lái)說(shuō)，根本沒(méi)有天文望遠(yuǎn)鏡能清楚觀測(cè)到飛馬座星系，更不要說(shuō)周邊圍繞著和飛馬座類(lèi)似的星團(tuán)了。但愛(ài)因斯坦預(yù)測(cè)到了這種星際奇觀的存在，直到2014年11月，經(jīng)歷了半世紀(jì)的時(shí)間終于有人證實(shí)了它的存在。

那是一位從事天文分析工作的天文學(xué)家在整理哈勃望遠(yuǎn)鏡收集的圖片時(shí)意外發(fā)現(xiàn)的。

從照片上看，位于天龍座星系團(tuán)中出現(xiàn)五個(gè)藍(lán)色光斑，中間的光斑體型最大，剩下四個(gè)光斑像是在圍著它做排列組合。這種組合從外觀上來(lái)看像個(gè)十字架，因此也被人稱(chēng)為愛(ài)因斯坦十字。

愛(ài)因斯坦十字的出現(xiàn)證明了愛(ài)因斯坦在《廣義相對(duì)論》中提到的“引力透鏡效應(yīng)”。舉個(gè)最簡(jiǎn)單的例子來(lái)說(shuō)：你認(rèn)為圍繞著那顆最大光斑周?chē)?個(gè)光斑是什么？是主星系的附屬星系，還是直徑更小的獨(dú)立星系？

其實(shí)都不是，它們就是最大光斑的投影！或者說(shuō)它們就是主星系本身。我們一直懷疑宇宙中可能存在一模一樣的星系，這種可能確實(shí)存在；但更多的我們看到的一模一樣的星系，很可能是主星系在宇宙中的投影，就像“海市蜃樓”一樣。

引力透鏡

愛(ài)因斯坦在《廣義相對(duì)論》中指出：光線在引力場(chǎng)中會(huì)發(fā)生明顯的偏折現(xiàn)象，這意味著當(dāng)背景光源的光發(fā)出去后，如果前面有黑洞或者星系團(tuán)的存在，那么黑洞強(qiáng)大的引力就會(huì)讓光線匯聚并且彎曲。愛(ài)因斯坦十字正是這一理論下的產(chǎn)物。

我們通過(guò)哈勃望遠(yuǎn)鏡看到5個(gè)光斑，實(shí)際上都是主星系團(tuán)光線受引力場(chǎng)彎曲之后形成的投影，這些投影都不是真的。

“引力透鏡效應(yīng)”最開(kāi)始并不被主流物理認(rèn)可，因?yàn)檫@實(shí)在是太不可思議了，讓人很難去驗(yàn)證真?zhèn)巍?/p>

就像是地球上的東西通過(guò)太陽(yáng)光的照射能投下不同方向的影子，宇宙中某些主星系通過(guò)黑洞或者其他超星系團(tuán)就能實(shí)現(xiàn)引力透鏡效應(yīng)，從而在可觀測(cè)宇宙中制造多重分身。

這在愛(ài)因斯坦眼中至少可以起到兩層作用：一是通過(guò)愛(ài)因斯坦十字定點(diǎn)黑洞的存在；二是將宇宙本身視為一個(gè)放大鏡，這樣就能輕而易舉觀測(cè)到引力場(chǎng)大的星系團(tuán)。

那“引力透鏡效應(yīng)”是如何充當(dāng)“放大鏡”呢？

我們都知道，宇宙中很多天體本身不發(fā)光，越是距離地球遠(yuǎn)，越是顯得光芒暗淡。這時(shí)候如果用傳統(tǒng)天文望遠(yuǎn)鏡去捕捉這些星體，但如果利用引力透鏡的話，一切都變得容易了。

因?yàn)閺挠钪娴慕嵌葋?lái)看，恒星數(shù)量漫無(wú)邊際；科學(xué)家在記錄恒星的位置后，可以測(cè)量其引力場(chǎng)，從引力場(chǎng)中推測(cè)更遠(yuǎn)處恒星的具體模樣。

實(shí)際上，各國(guó)早在20世紀(jì)時(shí)就聯(lián)手啟動(dòng)了一項(xiàng)天文實(shí)驗(yàn)，在科學(xué)家合作20多年的研究中，已經(jīng)研發(fā)了最新的第三代寬視場(chǎng)照相機(jī)，配合哈勃望遠(yuǎn)鏡的使用，能夠觀測(cè)到紅移8-10處一些最明亮的星系。

這相當(dāng)于捕捉到了650-480萬(wàn)年前早期宇宙的圖景。

如果科學(xué)家能夠繼續(xù)深化對(duì)引力透鏡的使用，說(shuō)不定可以解釋銀河系這樣的宇宙結(jié)構(gòu)在早期是如何形成的。

再者，引力透鏡的廣泛使用也讓科學(xué)家看到了暗物質(zhì)的分布線索。

在多種情況下，天文望遠(yuǎn)鏡在引力透鏡理論下能產(chǎn)生同一類(lèi)星體的多種圖像；科學(xué)家通過(guò)測(cè)量該星體不同圖像中的亮度差別，就能解析星體內(nèi)部物質(zhì)分布的線索。星體亮度可以揭示暗物質(zhì)和普通物質(zhì)的分布情況，關(guān)鍵是如何捕捉到這些亮度變化。

結(jié)語(yǔ)

很多時(shí)候我們不得不稱(chēng)贊愛(ài)因斯坦對(duì)人類(lèi)文明的偉大之處，他提出的超前物理理論幾乎為人類(lèi)探索宇宙劃定了框架；后人無(wú)非是對(duì)他的理論做進(jìn)一步驗(yàn)證，而后承認(rèn)該理論的合理性而已。就像愛(ài)因斯坦十字中體現(xiàn)的引力透鏡理論一樣，如果人類(lèi)能夠?qū)⑵湔莆?，那在探索宇宙的過(guò)程中一定會(huì)更進(jìn)一步，取得更多驚人成果。

標(biāo)簽： 愛(ài)因斯坦