扭曲的不仅仅有人性,还有光。

文章作者:lili | 2017-06-07
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当爱因斯坦第一次提出狭义相对论时,不是科学家认为这是个疯狂的想法。当人们听说光也会发生弯曲时,觉得匪夷所思。但科学一次次证实其正确性的时候。我们习以为常,最近科学家通过不同角度拍摄到超新星爆炸的场面,并证实了光线穿过星系时候发现了扭曲。所以我们标题说——扭曲的不仅仅有人性,还有光。图为四台望远镜拍摄的iPTF16geu超新星爆炸情景。从左至右分别为:可见光下拍摄的iPTF16geu超新星及周围环境;放大20倍的红外光照片;放大5倍的可见光照片;红外光下拍摄的照片。  图为四台望远镜拍摄的iPTF16geu超新星爆炸情景。从左至右分别为:可见光下拍摄的iPTF16geu超新星及周围环境;放大20倍的红外光照片;放大5倍的可见光照片;红外光下拍摄的照片。

之所以会发生这一奇异现象,是因为超新星爆炸的光线在穿过一个星系时发生了弯折,然后兵分四路到达地球。  之所以会发生这一奇异现象,是因为超新星爆炸的光线在穿过一个星系时发生了弯折,然后兵分四路到达地球。

星系的强大引力场就像放大镜一样,可以弯折并聚焦光线,产生“透镜”效应,使穿行而过的光线发生折射,并放大另一侧的物体。  星系的强大引力场就像放大镜一样,可以弯折并聚焦光线,产生“透镜”效应,使穿行而过的光线发生折射,并放大另一侧的物体。

图中星系如同一面透镜,产生了超新星爆炸的四个不同场景。图中星系如同一面透镜,产生了超新星爆炸的四个不同场景。

图为在近红外光下拍摄的iPTF16geu超新星爆炸场景。位于超新星与地球中间的星系使超新星爆炸发出的光线发生弯折,产生了四个不同画面。  图为在近红外光下拍摄的iPTF16geu超新星爆炸场景。位于超新星与地球中间的星系使超新星爆炸发出的光线发生弯折,产生了四个不同画面。

  天文学家从四个不同角度拍到了40亿光年之外一处超新星爆炸的场景。之所以会发生这一奇异现象,是因为超新星爆炸的光线在穿过一个星系时发生了弯折,然后兵分四路到达地球。

  该星系距地球20亿光年,将超新星爆炸的亮度放大了50倍,使天文学家得以观察到这颗编号为iPTF16geu的1a类超新星爆炸的壮观场面。

  1a类超新星具有很高的研究价值,因为天文学家可借助它们判断宇宙的膨胀速度,以及物质在星系中的分散规律。由于它们本身十分明亮,常被称作“标准蜡烛”。而亮度经过“引力透镜”放大的1a类超新星就像一根格外明亮的蜡烛,能够更好地帮助我们观察宇宙。

  “这是我们首次从多个角度观测到经引力透镜放大亮度的‘标准蜡烛’超新星,是一次重大突破。”此次研究的主要作者、瑞典斯德哥尔摩大学艾瑞尔·古巴尔教授指出(Ariel Goobar),“要找到一颗亮度由引力透镜放大的超新星极为困难,更别提是一颗1a类超新星了。”美国劳伦斯伯克利国家实验室的天体物理学家皮特·纽真特博士(Dr Peter Nugent)指出,他也协助了此次发现,“用数据来说,我们怀疑每5万颗超新星中只有一颗属于这一情况。

  光线在穿过星系时,会因为引力透镜效应发生弯折,这有利于天文学家对更深处的宇宙展开探索。爱因斯坦广义相对论的基础之一,便是大质量物体会使周围的时空发生弯折。星系的强大引力场就像放大镜一样,可以弯折并聚焦光线,产生“透镜”效应,使穿行而过的光线发生折射,并放大另一侧的物体。

  “我刚看到超新星iPTF16geu的初始数据时,感到一头雾水,”此次研究的共同作者、加州理工天文学助理教授曼西·卡斯利瓦尔博士(Dr Mansi Kasliwal)表示,“它看上去像是一颗正常的1a类超新星,但考虑到它到地球的距离,它的亮度比通常情况下亮得多。我们立即动用了更强大的设备,结果证实我们目睹了一起极为有趣、也极为罕见的事件。”

  要产生引力透镜效应,在研究对象与地球之间必须有一个质量足够大的天体。而超新星爆炸可谓转瞬即逝,天文学家必须迅速确定其位置、并立即展开研究。

  2016年9月,一组天文学家利用加州的“帕洛马瞬变工厂”望远镜(intermediate Palomar Transient Factory)发现了这颗1a类超新星,它正好处在一片星系与地球的延长线上。他们立即展开行动,动用多台望远镜对超新星iPTF16geu进行了精细测量。

  高分辨率数据显示,该超新星爆炸发出的光线被引力透镜分成了四股,亮度也放大了50倍,由于1a类超新星容易预测、规律稳定,将四张不同的照片进行对比,有助于科学家判断宇宙的膨胀速度和其它参数。

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