这是一张由哈勃太空望远镜拍摄的宇宙景象图片,图片中有两个神秘之处:
·第一个神秘之处:图中的每个亮点代表的是宇宙中的各类星系,1个亮点等于1个星系,这些星系有大有小,形状各异、
·第二个神秘之处:图中有1个看起来非常奇怪的图案,从照片上看这个星系的轮廓类似于一个矩形,这与我们平常看到的星系有很大的不同、
天文学史上从来没有发现过有矩形的星系,根据「哈勃序列」对星系的分类,宇宙中的星系一共分为5种类型,分别是:椭圆星系、旋涡星系、棒旋星系、透镜状星系和不规则星系。
·假如宇宙中并不存在矩形星系,那么图片中的神秘图案又是什么呢?
广义相对论·引力透镜效应
所谓的「引力透镜效应」就是当光经过具有巨大引力的天体周围时,光会与通过凸镜一样发生弯曲。
1915年,物理学家爱因斯坦在他的论文中第一次提及到了这个有关引力的理论,他在论文中是这样描述「引力透镜效应」的:
引力其实只是时空被弯曲后的表象,引力实质是时空的弯曲,因此在时空的弯曲下就会存在一个奇怪的效应,光在这个弯曲的时空中也会跟着弯曲。
哈哈镜有很多种,其中有一种是凸镜,当我们站在凸镜面前照镜时,呈现出来的人像是一个被放大的身躯和一种扭曲的形态。
虽然引力透镜成像确实存在,但还不能解答图案中的神秘天体,因为找不到充当透镜的前景天体
引力透镜是一个天体发出的光经过另一个天体之后,导致光发生了扭曲,而这个扭曲的像就是我们所看到的图像,因此引力透镜成像需要具备三个条件:
条件二、要有一个造成时空弯曲的前景天体,也就是充当透镜的天体。
条件三、一个可以被我们观测到的成像天体,也就是背景天体发出的光经过被前景天体所造成的弯曲时空后所成像的图案。
当同时满足了以上三个条件,观测者看到的引力透镜成像往往都是背景天体和前景天体的叠加组合天体。
充当透镜的前景天体是什么?
既然引力透镜成像后是背景天体和前景天体的叠加组合天体,图片中的矩形图案是成像后的图像,那么充当透镜的前景天体为什么看不到呢?
虽然暗物质是一种无法看见的物质,但是能够通过引力来感知它的存在,既然暗物质存在引力,因此也表明了暗物质也能够产生引力透镜。
经过复原这个星系是一个扁平状的螺旋星系,至此引力透镜成像需要具备的三个条件就全有了。背景天体就是上方的天体,前景天体就是这个从未被编录的星系,矩形图案就是成像后的图像。