科学|天文学家接收到110亿年前的宇宙信号，再次证明爱因斯坦的预言
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爱因斯坦最伟大的物理学成就莫过于创立广义相对论 ， 这是一个比牛顿万有引力定律更加强大、更加普适的引力理论 ， 它用几何效应来描述引力作用 。 凭借着相对论以及对量子力学的贡献 ， 爱因斯坦与牛顿被公认为是人类史上最伟大的两位物理学家 。
广义相对论认为 ， 在物质和能量的作用下 ， 平坦的空间会发生弯曲 。 无论是物体 ， 还是光 ， 或者其他粒子 ， 它们在弯曲空间中都会沿着测地线运动 ， 这样让它们的运动看起来受到了引力作用 。
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在1915年 ， 通过广义相对论 ， 爱因斯坦成功解释了水星近日点反常进动现象 。 此外 ， 爱因斯坦计算出了光线经过太阳附近时所偏转的角度 ， 这得到了爱丁顿的日食观测实验的证实 。
更进一步 ， 爱因斯坦预言 ， 大质量天体对空间造成强烈弯曲 ， 光线经过其中时会被大幅度弯曲 。 大质量天体就像透镜一样扭曲光线 ， 产生引力透镜效应 。 产生显著的引力透镜效应需要满足两大条件 ， 其一 ， 需要质量足够大的前景天体 ， 比如星系、星系团 。 其二 ， 背景光源、大质量天体与地球刚好处在同一条线上 。
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在爱因斯坦提出引力透镜效应之后的半个多世纪里 ， 受限于天文望远镜的分辨能力 ， 天文学家都没有观测到这种现象 。 直到1979年 ， 天文学家才首次观测到一个前景星系让遥远的类星体出现重影 ， 引力透镜效应首次被发现 。
此后 ， 天文学家发现了一系列的引力透镜效应 ， 有些可以产生环状扭曲的图像 ， 它们被称为“爱因斯坦环” ， 例如 ， 这个著名的“笑脸星系”：
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“眼睛”和“鼻子”部分是位于45亿光年外的前景星系团 ， 其强大的质量扭曲了周围时空 。 环状部分是76亿光年外的背景星系 ， 它们发出的光经过前景星系团时被强烈扭曲 ， 让我们在地球上看到了扭曲图像 。
“宇宙马蹄铁星系”是另一个著名的爱因斯坦环：
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圆环中心的亮斑是一个质量高达银河系100倍的前景星系 ， 距离我们52亿光年 。 环状部分是背景星系 ， 远在103亿光年之外 。
除了爱因斯坦之外 ， 还有一种更加特别的引力透镜效应——爱因斯坦十字：
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这是由哈勃太空望远镜拍摄到的 ， 十字中心的亮斑为前景星系 ， 距离我们5亿光年 。 周围的四个星点其实都是同一个物体 ， 它是远在110亿光年外的类星体QSO 2237+0305 。 从地球上看来 ， 类星体与前景星系几乎完全重叠（间隔小于0.05角秒） ， 所以才产生了奇特的爱因斯坦十字 。
在爱因斯坦十字中 ， 作为背景光源的类星体也是爱因斯坦的预言结果 。 类星体其实是非常活跃的超大质量黑洞 ， 位于星系的中心 。
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【科学|天文学家接收到110亿年前的宇宙信号，再次证明爱因斯坦的预言】QSO 2237+0305发出的光用了110亿年到达地球 ， 我们看到的是110亿年前的景象 。 那时 ， 宇宙才诞生28亿年 ， 早期星系中的气体云非常丰富 。 星系中心的超大质量黑洞能够大量吞噬气体云 ， 发射出强烈的电磁波 。 所以即便类星体距离地球极其遥远 ， 我们仍能观测到 。
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