哈勃望远镜捕捉到，罕见的爱因斯坦环，揭示了宇宙深处的秘密

最近，哈勃太空望远镜在距地球34亿光年的地方捕捉到了一个罕见的由同一个类星体被扭曲的光形成的“爱因斯坦环”，它揭示了宇宙的深处的秘密。

当科学家们开始通过望远镜等专业设备，去观察宇宙的时候，科学家们发现，宇宙看似“一盘散沙”，事实上却是一个非常有序的整体，引力维持着宇宙的稳定，尽管这看起来非常的奇怪，但事实上却的确如此。

早在1915年，著名物理学家阿尔伯特·爱因斯坦就声称引力是大质量物体扭曲宇宙结构的结果，他称之为时空。

最近，哈勃太空望远镜在距离地球34亿光年的地方捕捉到了一个惊人的“爱因斯坦环”。

事实上，爱因斯坦环是由同一个类星体被扭曲的光形成的。

爱因斯坦口中的时空？

时间和空间的本质是什么？对于人类来说，它实际上是时间和空间的结合。

当然，时间和空间的概念一般是并存的。如果没有空间，时间就没有意义，如果没有时间，空间就没有意义。

在爱因斯坦的广义相对论中，早已预言了大质量物体扭曲宇宙结构的方式，即“时空扭曲”现象。

因为爱因斯坦发现引力不是由无形的力产生的，他只是我们在物质和能量的存在下弯曲和扭曲时间和空间的经验而已。

这种现象在物理学中充满了各种争议，但随着人类对宇宙探索的越来越深，我们也发现时空扭曲可能是真的存在的。

那究竟什么时候会发生时空扭曲呢？爱因斯坦认为，当一个有质量的物体体积无限接近于0的时候，它的引力就会变得无限大，而且这会导致时空扭曲的产生，就像黑洞一样。在一定的范围内，光都没有办法逃脱引力的扭曲。

反过来说，这个弯曲的空间也给能量和物质的运动设定了一定的规则。

虽然光线是直线传播的，但当围绕两个巨大星系的空间，在穿过高度弯曲的时空区域的光线时，也是沿曲线传播，围绕星系弯曲并展开成光晕。这个光晕也就是爱因斯坦环。

爱因斯坦环

当恒星发出的光在遇到质量大的天体时，光会重新汇聚，也就是说，我们可以观察到被天体挡住的恒星。一般情况下，你看到的是一个环，而这个环就被称为爱因斯坦环。

哈佛-史密森天体物理中心的亚当博尔顿说：“爱因斯坦环是宇宙中广义相对论最生动的示范之一，它为研究宇宙中质量最大的星系提供了独特的机会。”

爱因斯坦环是指由于引力透镜效应对光源发出的光的影响，使得观察到的光源的形状变成环形的现象。

而这种视错觉是由称为引力透镜的弯曲空间造成的。因为它本质上就相当于空间中的一个巨大的放大镜，将更远的天体发出的光弯曲放大。

在引力透镜中，远处星系发出的光可以被一个位于视线中间的星系扭曲成一个光弧或几个单独的图像。

在两个星系完全连接成一条线的时候，这些光会形成一个眼睛状的图案，围绕着前景星系，也就是所谓的爱因斯坦环。

目前天文学家已经确定了数百个所谓的爱因斯坦环了。因为环的功能是放大弯曲的光并将光斑重建为原始的弯曲形式，所以它可以增强天文学家在遥远星系中发现细节的能力。

此外，由于光弯曲的程度还取决于弯曲它的物体的引力场强度，所以爱因斯坦环还可以用作宇宙尺度去测量星系和黑洞的质量。

最后这些环甚至能帮助科学家通过寻找周围扭曲的遥远光，去发现那些太暗而无法单独看到的物体，例如黑洞或徘徊的系外行星。

这次观察到的环

这次产生的爱因斯坦环是一个闪亮的，几乎完美的环状物。他展示了六个光点。在中心汇聚了两个带着金光的点，以及四道光环缠绕成一圈扭曲的光。

然而，这些亮点其实是来自三个星系中的，并不是来自六个星系，两个在环的中心，第三个则是遥远的类星体，它的光在穿过两个前景星系的引力场时会发生扭曲和放大，所以看起来像是四个。

因为这两个前景星系的质量非常大，所以会在这对星系的周围产生时空的引力曲率。

任何穿过这个时空的光都会遵循这个曲率进入我们的望远镜，并在模糊和扭曲的条件下进入我们的望远镜里。

而这个类星体发出的光在穿过两个前景星系的引力场时会被扭曲和放大，所以使我们能够看到爱因斯坦环。

欧洲航天局的一位官员在一份声明中写道：“类星体发出的光由于它们巨大的质量而在这对星系周围弯曲。更令人难以置信的是，这对星系被四个类星体包围着。而事实上，一个类星体远远超出了它们。”

从那时起，专家们就能在太阳系里测试他的广义相对论了，还证明了他的开创性工作是经得起推敲的。已经观察到数百个爱因斯坦环可以证明这一点。

引力透镜效应

在哈勃太空望远镜的最新照片中，引力透镜效应得到了完美的诠释。

引力透镜效应是爱因斯坦广义相对论预言的一种现象。引力是将整个宇宙连接在一起的最神秘的“胶水”，但这并不是它魅力的极限。

由于时空在大质量天体附近会发生扭曲，光线在通过大质量天体附近时会发生弯曲。所以我们也可以利用它扭曲时空的特性来观察宇宙深处的物体。

如果在观察者到光源的直线上有一个巨大的天体，那么观察者就会看到一个或者多个由光线弯曲形成的图像。而这种现象被称为引力透镜现象。

任何具有足够质量的物体都可以充当引力透镜，它们可以帮助我们在银河系中发现一些因为太暗而无法被人看见的物体，例如具有恒星质量的黑洞。

凝视深空的天文学家也可以重建这些图像，以更精细的方式观察到被它折射的遥远星系。

但这并不是引力透镜的全部功能。透镜的强度取决于引力场的曲率，而引力场的曲率与其周围的质量直接相关。

当然除了产生这种奇怪的形状外，引力透镜还为天文学家提供了探测椭圆星系中暗物质分布的最直接的方法。

暗物质是一种看不见的奇特物质，它不发出任何辐射，也无法被直接观察，但他可以通过引力透镜效应分析其空间分布。

因为引力透镜不仅能够让研究人员测量星系和星系团的重量，这反过来也可以帮助他们发现和绘制暗物质，从而产生额外的引力，而这些引力又可以让研究人员探测到宇宙中所没有办法解释的东西。

所以说引力透镜是天体物理学中最重要的研究工具和方法之一。它在宇宙学暗物质、暗能量、以及大尺度引力和系外行星的探测中都发挥着巨大的作用。

产生引力透镜效应的前天体可能是一个拥有巨大黑洞的星系、一个星系团，也可能是非重子暗物质。

天文学家通过测量它的引力效应来推断它的存在。暗物质通常分布在星系中，占宇宙物质总质量的绝大多数。

通过研究星系中的暗物质，天文学家希望获得更多关于星系形成的认识。

此外，天文学家甚至还用引力微透镜来探测其他星系中的系外行星。