愛因斯坦光環

所謂的“愛因斯坦光環”，乃是“引力透鏡”在特殊條件下造成的特殊幻象。2006年，美國哈佛-史密森天體物理中心的亞當·博爾頓和一群天文學家利用哈勃望遠鏡，發現了8個新的“愛因斯坦光環”。加上之前發現的3個，人類現已發現11個此類光環。

基本介紹

• 中文名：愛因斯坦光環
• 定義：“引力透鏡”造成的特殊幻象
• 標誌性年份：2006年
• 代表人物：亞當·博爾頓

簡介

光從空氣進入水中，會在界面發生折射，這種現象也會在不同的引力空間界面發生。當太陽接近從遠處向地球射來的星光時，由於太陽質量大,原先單一的星體和地球空間被分成兩個，即星體和太陽，太陽和地球兩個空間。這樣原來的星光要穿越兩個不同的引力波，星光在引力波界面發生折射，發生了光被引力變曲的現象。光在不同的引力波界面發生折射的特性也會形成天文奇觀，這就是著名的愛因斯坦光環。

引力透鏡

雙子座流星雨2007年12月中旬再度光臨北半球，流星如凋零的花瓣般從群星中靜靜地飄落。堅信眼見為實的我們肯定打死也不會相信我們看到的有些星星也許根本就不存在，而只是其他天體通過“引力透鏡”映出的虛像。

早在1916年，愛因斯坦就在廣義相對論中預言，恆星之類的巨型物體，能夠讓那些從它附近經過的光線發生偏移。1919年，有人觀察到經過太陽的星光出現了這種偏移現象，證實了愛因斯坦的推測。同年，英國物理學家奧利弗·洛奇提出，這種現象有可能導致“引力透鏡”。1936年，愛因斯坦在《科學》雜誌上發表了一篇題為《引力場中光線偏移導致行星出現的透鏡式效果》的論文，運用廣義相對論進一步談到引力透鏡現象。他指出，在太空中，有些區域會聚集若干質量很大的天體(前景天體)，如巨大的恆星或星系，在這種天體的擠壓下，周圍的空間就會凹陷下去；如果有發出明亮光線的物體 (背景天體)恰好位於該區域後方，當它的光線從這裡經過時，本來沿著直線運動的光波就會隨著凹陷的空間彎曲，就像光線經過凸透鏡發生折射一樣。
不過，與真正的凸透鏡不同，“引力透鏡”上各點的聚焦能力並不一致，而是與該點到中心位置的距離成反比。因此，當背景天體發出的光線經過由前景天體構成的引力透鏡時，根據觀察者與“透鏡”、背景天體的不同位置，我們會看到該天體被放大後的多個虛像。如果觀察者與引力透鏡、背景天體處於一條直線上，就會看到作為引力透鏡的前景天體周圍有一圈背景天體的虛像，宛如一枚閃亮的鑽石指環，這就是所謂的“愛因斯坦光環”。

形成條件

宇宙雖然浩渺無窮，其中的各種天體也不計其數，但能夠滿足“愛因斯坦光環”形成條件的天體其實並不多見。而人類觀測手段的限制，再加上隨後第二次世界大戰、冷戰、越戰接連發生，與宇宙相比，這些或許只是微不足道的蝸角之爭，但畢竟與世界各國生死攸關。大伙兒都忙著解決地球上迫在眉睫的災難，哪還顧得上驗證遙遠的太空是否真有愛因斯坦推導出的那些奇妙但沒有實用價值的玩意兒。所以，在此後幾十年時間裡，有關引力透鏡和“愛因斯坦光環”的推測一直未能得到證實。隨著地球上的喧囂漸漸平息，人們終於有時間坐下來，透過夜空仰觀天象了。於是，到1979年，第一個引力透鏡終於被發現，證實愛因斯坦的預測並非妄言。1987年初，美國麻省理工大學的傑奎琳·休伊特率領一群觀察者，利用超大陣列射電望遠鏡，發現了第一個“愛因斯坦光環”。到如今，我們已經觀察到的引力透鏡多達數百個。在最近發現這8個新的“愛因斯坦光環”的同時，科學家還發現了另外11個引力透鏡。

長期以來，人類就一直在沙漠般的太空中尋找宇宙起源的線索。由於引力透鏡能夠製造虛像並加以放大，宇宙沙漠中就出現了許多海市蜃樓般的天體幻影。這一方面讓太空的情況變得複雜起來，人們觀測到的許多星體顯得真假莫辨、大小難測；但另一方面卻也提供了很多有價值的線索，讓人類能夠透過幻象了解真相。

科學奧秘

利用引力透鏡，可以計算宇宙的大小和年齡。在現在已知的宇宙邊緣，存在著一些類星體，它們發出的光線在經過引力透鏡時發生偏移，最終通過不同的路線到達地球。這樣一來，這些光線到達地球的時間也會不同。在計算了這種時間差之後，就可以算出地球到類星體的距離，從而算出宇宙的大小和年齡。引力透鏡有助於人類發現宇宙中的暗物質。天文學家認為，宇宙中有超過90%的部分都由暗物質和更神秘的暗能量構成。只是這種暗物質看不到也摸不著，很難證實它的存在。不過，由於暗物質的質量達到普通物質的5倍以上，因此能夠產生巨大的引力，有可能形成引力透鏡或微引力透鏡。科學家曾於19 93年觀測到大麥哲倫星系中一顆恆星的光度增加，後來證實是銀河系一顆褐矮星形成的“微引力透鏡”將其亮度放大。20 07年5月，美國科學家又藉助引力透鏡，發現了一個跨度約250萬光年的暗物質環。
如果說透過“愛因斯坦光環”和引力透鏡，可以窺見宇宙形成與演變過程中各種巨大天體生死輪迴的輝煌場景，那么，我們看到的流星雨不過是宇宙中小小的焰火表演。但在眾多天文愛好者中，說不定會有人穿過那道流星雨簾，進入宇宙的魔幻世界，探索其中的奧秘呢。