愛因斯坦預言再被證實！哈勃望遠鏡首次觀測到時空扭曲奇觀

據space.com報道：一個國際天文學家小組對太陽系以外的引力進行了最精確的測試。通過結合NASA哈勃太空望遠鏡和歐洲南方天文台甚大型望遠鏡(VLT)的數據，科學家發現到一個星系引力造成的時空扭曲現象，這與愛因斯坦廣義相對論所預測的一樣。這是首次證實了廣義相對論在星系尺度上的有效性，其研究成果近日發表在《科學》雜誌上。

LRG 3 - 757星系的引力透鏡    圖源：NASA

1915年，阿爾伯特·愛因斯坦提出了廣義相對論，解釋引力是如何工作的。此後，廣義相對論在太陽系內通過了一系列高精度的測試，但在大天文尺度上還沒有這方面精確的測試。

1998年，兩個天文學家小組的研究結果顯示，宇宙現在比過去膨脹得更快。科學家提出了「暗能量「來解釋這一現象。然而，這種解釋是基於廣義相對論在宇宙學尺度上仍然適用的基礎上。所以檢驗引力的長距離特性對驗證我們的宇宙學模型很重要。

近日，朴茨茅斯大學宇宙學與引力研究所的托馬斯·科萊特博士率領的一個天文學家小組，利用附近的一個星系作為引力透鏡，在天文長度尺度上對引力進行精確測試。

什麼是「引力透鏡效應」呢？廣義相對論預測，大質量物體會使時空發生變形。這意味著當光線經過另一個星系附近時，光線的路徑會發生偏轉。

強引力透鏡

如果兩個星系沿著我們的視線排列，這可能會產生一種現象——強引力透鏡。如圖，光線經過大質量天體時發生偏折，產生明顯的虛像，通過不同的路徑進入觀測者的視野。觀測者看到的源天體位置和眼睛的視線形成一條直線。而光線偏折的方向是四面八方的，這樣，就形成了傳說中的「愛因斯坦環」。

發生強引力透鏡時，我們觀測到背景星系產生的多個虛像形成「愛因斯坦環」。通過測量環的半徑就可以計算出時空曲率。如果我們知道前景星系的質量，就可以通過多重圖像之間的分離量，來驗證廣義相對論在星系尺度上正確的引力理論是否也適用。

弱引力透鏡

弱引力透鏡效應的引力太過微小，不足以形成虛像，僅僅只改變源天體的橢率，使它們產生輕微形變，人們很難發現它們扭曲。在視覺上，弱引力效應會使源天體看起來更亮。那麼如何發現天體是否產生了弱引力效應呢？如果在一片區域中，天體發生形變的模式是相同的，那麼我們就可以判斷這片區域可能發生了弱引力效應。

用弱引力效應來測白矮星的質量

雖然已發現的強引力透鏡有數百個，但大多數距離太遠，所以無法精確測量它們的質量。而星系ESO325 - G004是距離地球5億光年的最近的透鏡之一。

科萊特博士說：「我們利用智利超大型望遠鏡來測量E325中恆星的移動速度，從而推斷出E325需要多大的質量，才能使這些恆星保持在軌道上。然後，我們將這一質量與我們用哈勃太空望遠鏡觀察到的強透鏡圖像分離進行了比較，結果正好是廣義相對論預測的9 %精度。這是迄今為止對廣義相對論在太陽系外最精確的測試。」

「宇宙是一個令人驚異的地方，提供這樣的透鏡，作為我們的實驗工具。」團隊成員鮑勃·尼科爾教授補充說：「用世界上最好的望遠鏡挑戰愛因斯坦，卻發現他的理論多麼的正確，真是令人欣慰。」

星系團SDSS J0146-0929扭曲周圍的時空，一個遙遠星系星光從附近穿過，發生偏折後進入地球

愛因斯坦的聖經（上下）

文：蛋蛋，校核：戴建峰。更多精彩內容請關註：

俄羅斯再遭小行星襲擊！相當於2800噸TNT發生爆炸

特朗普準備建設制霸宇宙的太空部隊，竟然包含這些超級武器

黑洞研究出驚人觀測結果，吞噬恆星時竟發出1250億倍太陽年釋放能量

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！