廣義相對論問世百餘年 人類首次成功用它稱重星球

在愛因斯坦廣義相對論提出100餘年後，天文學家第一次成功利用相對論「稱」出了一顆星球的質量，讓相對論提出者愛因斯坦本人曾認為不可能做到的事成為現實。美國太空望遠鏡科學研究所天文學家凱拉什·薩胡領銜的一個國際科研小組7日在美國《科學》雜誌上說，藉助哈勃太空望遠鏡，他們直接觀測到一顆白矮星的引力扭曲了其身後一顆星球的光線，並在此基礎上第一次成功測量出這顆白矮星的質量。

（原標題：天文學家用引力為星球稱重 愛因斯坦「不可能的希望」成真）

「愛因斯坦應該會自豪，」美國恩布里-里德爾航空大學天文學家特里·奧斯沃爾特在《科學》配發的評論文章中寫道，「他的一個關鍵預測通過了非常嚴格的觀測性測試。」

愛因斯坦1915年提出的廣義相對論讓人類對宇宙的認識發生了革命性變化。其一個關鍵預測是，距地球較近的星球會如同放大鏡一般扭曲來自它身後遙遠星球的光線，出現所謂「引力透鏡」現象。當前方星球正好擋住後方星球時，光線圍繞前方星球構成一個圓環，人稱「愛因斯坦環」。1919年，英國科學家在日全食觀測中驗證了這一預測的正確性。

愛因斯坦還預測，當前景星球與後方星球不完全成一條直線時，「引力透鏡」效應會導致後方星球稍稍偏移實際位置，並可利用偏移距離直接計算出前方星球的質量，被稱作「天體測量透鏡」。可是，1936年，愛因斯坦又補充說，由於星球相距遙遠，「沒有直接觀測到這種現象的希望」。

在最新研究中，薩胡等人利用哈勃望遠鏡的優異角解析度，在5000多顆恆星中尋找「天體測量透鏡」。他們意識到，一顆快速移動的白矮星Stein　2051　B恰好符合這種定位，於是在2013年至2015年間8次把哈勃望遠鏡對準這顆星球。

研究顯示，在這顆白矮星的引力作用下，其身後的星球的觀測位置與實際位置相距約2毫弧秒，據此可計算白矮星的質量相當於太陽質量的68%。

奧斯沃爾特說，這項研究「為確定我們不容易通過其他方式測量的物體的質量提供了一個新工具」。

此外，這項研究也為研究星系的歷史與演化「打開了一個新的窗口」，因為白矮星是演化到末期的恆星，「包括太陽在內，宇宙中至少97%的星球將成為或已成為白矮星——它們講述了我們的未來以及我們的歷史」。

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！