距地球50亿光年,哈勃拍到爱因斯坦十字!难以置信,它真实存在

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现在呈现在你面前的,是距地球五十亿光年的深空,我们之所以能够领略他的震撼之美,完全要感谢哈勃的“烛照之瞳”,为人类探明了宇宙的幽渊。在这片广袤的深空中,分布着许多样式不一的星系,有的是螺旋星系,有的是椭圆星系,有的是矮星系,其中最引人注目的当属一个椭圆星系。他的特别之处并非在其形状,而是源于椭圆星系的四周分布着四颗亮度一样的亮星,两两对称,如果人上线就变成了一个完美的十字。科学家们将之命名为爱因斯坦十字。

为什么叫做这个名字?正是因为爱因斯坦的广义相对论,成功预言了它,这种现象有一个形象生动的学名,叫做引力透镜。一九一五年,爱因斯坦发表了一篇有关引力的论文,即大名鼎鼎的广义相对论,他的出现彻底论述了引力的本源,是由于时空的扭曲,凡是有质量的物体都会对时空造成一定程度的弯曲,当其他物体经过附近时,就会掉进这个弯曲的时空里,从而产生出一个向该物体运动的趋势,这就是引力的根本所在。

当一个天体结构的质量足够大时,光从附近经过时,不慎掉进他所造成的时空曲率中,就会发生比较大的偏转,最后被人类观察到,在人类的眼中,光源物体就如同被放大了一样,这便是那看似高深莫测的引力透镜了,其实细想起来很容易被理解。

一九一九年,英国科学家爱丁顿为了验证爱因斯坦的理论,利用日全食成功观测到太阳背后的星光发生了弯曲,其弯曲量符合广义相对论的计算值,然而除了这一次的直接观测外,之后数十年人类却很少观测到引力透镜的实力了,原因是恒星的质量太小,不足以致使光线产生足够大的偏折,从而被人类成功观测到这种现象。

但是随着九十年代哈勃的升空,这一切都被完全改写了。下面我们就具体介绍几个引力透镜的实例,这张图拍摄的是一个椭圆星系,在新溪的两边,各有一个亮星,他其实是同一个类星体,编号为qs00957,因为观察者、透镜星系、类星体光源三者恰好拥有特定的位置关系,于是形成了引力透镜下的二重像。

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这张图就是我们文前介绍的爱因斯坦十字,椭圆星系作为透镜距离我们五十亿光年,类星体光源距我们九十亿光年,于是在引力透镜之下形成了美丽四重像,又称成爱因斯坦十字。然而当光源天体、透镜天体,人类观察者三者处于同一条直线,并且透镜天体质量分布呈球对称时,美丽的爱因斯坦圆环便形成了。

再看这最后一幅图,两个透镜星系如同两只眼睛,一个白色星系浑似一枚鼻子,而在透镜作用之下形成了圆环就像是微笑着的脸庞,这便是大名鼎鼎的宇宙笑脸了。

你看他笑的是那般灿烂和诡异,是不是在告诉人类,宇宙其实就是一个巨大的生命体,而人类作为宇宙的一部分不过是极其微小的蝼蚁,征服星辰大海,不过是痴人的呓语罢了。