握住科学钥匙 打开科学之门

首页 > 正文

“引力透镜”——星空中的放大镜

2018-08-05 15:11  来源: 新华网

空间和时间在大质量物体附近会弯曲,这是爱因斯坦在20世纪初提出的广义相对论中的理论。爱因斯坦预言:来自遥远天体的光将会在大质量前景天体的引力场的作用下发生偏折。这一预言被英国天体物理学家亚瑟▪爱丁顿在1919年验证。爱丁顿在观测日食的时候,发现太阳附近的恒星与其原来的位置不相符。之后,随着研究的深入,爱因斯坦与一些天文学家得出了一个研究结果:像星系和星系团这样质量更大的天体,可以使遥远天体发出的光产生偏折和放大现象,就如同用一个透镜偏折和放大了正常的星光。在1979年,美国国家天文台的天文学家发现了两个距离很近的类星体,而之后的研究证明它们是被分为两部分的同一个类星体,只不过被前景星系的强大引力场所偏折。

那么引力透镜效应到底是什么呢?当背景光源发出的光在引力场(星系、星系团及黑洞等)附近经过,光线会像通过透镜一样发生弯曲的现象就叫着引力透镜效应。引力场的强弱决定了光线弯曲程度。对背景光源的扭曲进行分析,就可以帮助我们研究中间做为“透镜”的引力场的性质。2014年,东京大学科维理宇宙物理学与数学研究所称引力透镜可以将那些来自超新星的光线更多地聚集到地球周围,那些被观测到的超新星的亮度更亮是由于引力透镜有类似于放大镜的效果。该机构的特任研究员罗伯特•昆比等人的研究团队观测到距离地球90亿光年的超行星的亮度比正常值高出许多。虽然超行星本该十分明亮,但根据其爆炸规模计算出的亮度依然与我们观测到的亮度相差甚远。起初有人认为这可能是一种新型超新星,但罗伯特•昆比的研究团队对此进行了详细的调查,他们发现超新星与地球之间存在着银河并产生了引力透镜效应。

通过“引力透镜”通常可以将天体放大,不过也有其他情况发生。有研究人员称,如果观测到的光源形状呈环形,形成了“爱因斯坦环”,那么说明前景与背景的两颗恒星精确排为一列,背景恒星可以被放大数千倍。

本作品为“科普中国-科学原理一点通”原创,转载时务请注明出处。

作者: 吴雅秋   [责任编辑: 李浩]

相关稿件

时间,空间