爱因斯坦曾经认为不可能的事情,天文学家刚刚做到了

来源: 原理

发布日期: 2017-06-12

天文学家首次在太阳系外观测到恒星弯曲另一颗遥远恒星的星光,这一现象曾被爱因斯坦认为不可能被观测到。这一发现验证了爱因斯坦的广义相对论中的微引力透镜效应,并开启了新的天文学研究领域。

这是第一次,天文学家在太阳系之外,观测到一颗恒星弯曲了来自另一颗遥远恒星(称之为“背景恒星”)发出的星光,使背景恒星看起来好像在太空中改变了位置。这是一个了不起的发现,甚至连爱因斯坦都认为这种现象不可能被观测到。现在,天文学家证明了爱因斯坦是错的(但也是对的)。

在爱因斯坦发表他的广义相对论后,他就预言了微引力透镜效应。根据广义相对论,大质量物体会弯曲它们周围的时空。弯曲的时空可以表现的跟放大镜一样,改变经过的光线的路径。因此,从地球的视线望去,当一颗遥远的背景恒星正好处于另一颗前景恒星(充当“透镜”)的背后时,微引力透镜就会发生。前景恒星的引力会弯曲来自背景恒星的星光,使它看起来更亮,并且稍微被扭曲。

但是,发生微引力透镜就要求恒星之间的距离非常遥远,以至于爱因斯坦于1936年在《科学》期刊的一篇文章上表示“并没有什么希望能够直接观测到该现象。”但今天的望远镜技术跟爱因斯坦身处的时代相比要强大的多,这使我们有机会能够看到他曾经认为不可能的。

2014年,一群天文学家利用哈勃太空望远镜发现了一个罕见类型的微引力透镜——一颗致密的白矮星经过了离它数千光年远的另一颗背景恒星。这两颗恒星并没有完美的对齐,但靠的足够近。从下图我们可以看到,当白矮星经过背景恒星,看起来就好像是白矮星将背景恒星推开一样,使背景恒星的运动轨迹呈环状。当然,这不是真实发生的,只是看起来是这样的。

同时,天文学家利用了背景恒星的位置变化测量了白矮星的质量,研究结果发表于6月7日《科学》期刊。论文的首作者Kailash Sahu表示他们的发现打开了一个新的领域,过去没有人尝试过这么做,这是一个新的技术。同样发表在《科学》期刊的另一篇相关文章《来自爱因斯坦的百年礼物》中,作者Terry Oswalt表示此次的发现能够更好的帮助我们理解“星系的历史和演化”。

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