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哈勃望远镜捕捉到“爱因斯坦环”

科学 太空
wanwan (42055)发表于 2021年08月25日 16时25分 星期三
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引力就像是将宇宙各元素粘接起来的神秘胶水,但它的极限绝不止于此。我们还可以利用引力造成的时空扭曲效应观察遥远物体。这种引力透镜效应来自爱因斯坦的预测,而由此引发的环状结构也在哈勃太空望远镜的最新发现中得到证明。图像中心是一个闪亮、近乎完美的环,上面似乎有四个亮点,共同环绕另外两个带有金色光芒的点。这个结构被称为爱因斯坦环,其中的亮点并非六个星系,而只有三个:环中间是两个,外围是一个类星系,它的光线在穿过两个前景星系的引力场时被扭曲和放大。由于这两个前景星系的质量极大,最终对周边时空产生的引力曲率影响。任何穿过这部分时空的光线都将沿曲率前行并最终进入我们的望远镜——涂抹、扭曲并被放大。

事实证明,引力透镜在宇宙探测当中是一种非常重要的远、近方判断工具。任何具备足够质量的物体都可以充当引力透镜,包括我们在这里看到的一、两个星系,也可以是更为巨大的星系团——它们会让位于后方的星体化作一团美妙的光斑。凝视深空的天文学家能够重构出这些透镜效应之下的图像,更精细地观察遥远星系的种种细节。但这还不是引力透镜的全部,其强度取决于引力场产生的曲率,而引力场曲率又与其周边扭曲的质量直接相关。因此引力透镜还可用于对星系及星系团“称重”,进而帮助我们找到并绘制出暗物质——一种神秘的、不可见的质量源。即使无法直接观测,暗物质也必然产生额外的引力,引发我们无法解释的现实偏差。