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广义相对论推论被首次印证 宇宙是个放大镜


http://www.sina.com.cn 2005年04月28日 08:31 竞报
科技时代_广义相对论推论被首次印证 宇宙是个放大镜
专门设计用来绘制星空地图的望远镜
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科技时代_广义相对论推论被首次印证 宇宙是个放大镜
这些类星体在天文望远镜中显得比世纪上更明亮
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  确认宇宙中充满了暗物质

  在全球科学界纪念爱因斯坦逝世50周年之际,美国天文学家对他100年前提出的广义相对论的一个推论进行了首次印证。科学家们声称,整个宇宙其实就是一个巨大的放大镜,光线是可以弯曲的。

  放大现象印证了宇宙神秘暗能量的存在

  美国匹兹堡大学莱恩.斯克兰顿博士领导的一个研究小组指出,宇宙中的一些类星体距离地球100亿光年之遥,它们发出的光线在其他星体的重力和附近宇宙不规则结构的共同影响下被最终放大,从而使这些类星体在天文望远镜中显得比实际上更明亮。科学家们是在对1300万个星系和其他宇宙星体的大量数据进行筛选后得出上述结论的,这些资料来自于一项名为“斯隆数字星空调查”的计划,该计划旨在对宇宙星球排列进行重新测绘。

  研究小组称,这一放大现象印证了宇宙学家们过去几年提出的黑暗世界理论,理论认为形成恒星和人体的原子在宇宙中仅占非常小的比例,神秘的暗物质云占据相当部分,而其他大部分则为更为神秘的暗能量,这种能量正在以越来越快的速度将空间和时间分离开来,将各个星系带往一个无限寒冷和孤独的尽头。

  引力改变光线扭曲星体形态

  研究报告将发表在最新一期的《天体物理学杂志》上,天文学家们指出,宇宙的放大镜作用将为他们了解宇宙本身及其进化过程提供新的线索。英国普茨矛斯大学的罗伯特.尼科尔博士也是研究成员之一,他说:“今年是爱因斯坦年,能够证明广义相对论是非常棒的一件事,来自这些类恒星的光线经历了曲折的道路才到达地球。”而加利福尼亚大学的重力透镜化专家托尼.泰森也指出:“爱因斯坦的预测是正确的,光线是可以弯曲的。”

  爱因斯坦的理论认为,重力可以改变时空状态,1919年出现的一次日食恰巧支持了他的说法。他的理论还认为,恒星、星系或星系群等宇宙实体拥有大量的暗物质,它们可以像一个放大镜一样对遥远的物体加以放大。最近几十年间,天文学家曾经记录到星系或类恒星照片被其他星系的重力扭曲成拱形、环形甚至是重影的现象,这就是所谓的重力透镜现象。还有一些恒星会出现突然闪亮的现象,这是从其周边经过的恒星重力放大的结果。此外,天文学家们还观察到宇宙的巨大结构中,有一些遥远的背景星系发生变形,这被称为宇宙变形,不过直到现在他们还没能测量出宇宙的放大系数。

  超级计算机调查1300万个星系

  在此次的斯隆调查中,尼科尔博士说:“我们对宇宙中观测到的所有放大现象进行了总结。”他估计,25亿光年以外的宇宙质量大约相当于太阳的100×10亿×10亿倍。目前计算的包括1300万个星系和20万个类恒星的资料,这些数据是于1998年开始统计的,主要来源于新墨西哥的阿帕奇点天文台,目的在于测量四分之一星空中几亿个星体的颜色与亮度,对数百万个星系和类恒星的位置加以确定。斯克兰顿博士强调:“我们已经掌握了一些最大类恒星的数据,这些类恒星距离我们100亿光年之遥,它们射向我们的光线已经走了40亿年。”斯隆调查研究的星系离我们相对较近,大约为25亿光年。

  由于类恒星实在是过于遥远不定,因此很难知道它们中的某个被放大了多少倍。因此,科学家们借助统计方法,寻找类恒星的数量与它们在宇宙中的位置之间的关系。那些距离太过遥远的类恒星正常情况下并不能被我们看到,但是其附近的星系会将它的光线放大,使之进入我们的视野。但是斯克兰顿解释说,同样是这些星系,还能够将类恒星的光线加以弯曲,使它们的位置显示得略微向外。只有利用超级计算机,根据它们的颜色和亮度将类恒星和星系进行筛选、再筛选,才能将这两种作用力区分开来。

  事实上,发现宇宙的放大现象不仅是天文学家们的胜利,而且还是计算机科学的胜利。由于暗物质和可视物质都是重力和宇宙放大作用形成的原因之一,斯克兰顿说,天文学家可以利用这一现象调查宇宙的黑暗一面,为星系的形成以及星系与暗物质的共存等问题寻找答案。编译/风行

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