"引力透鏡"可發(fā)現(xiàn)黑洞存在 實(shí)現(xiàn)恒星際之間通訊 |
引力透鏡--使得背景星系的光線扭曲成圓形
據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，眾所周知，尋找黑洞需要非常強(qiáng)大的望遠(yuǎn)鏡。當(dāng)這個(gè)龐然大物在吞食小行星、伴星物質(zhì)時(shí)，會(huì)發(fā)出X-射線，而伴星的繞行速度也會(huì)受到影響，我們可通過(guò)探測(cè)這些現(xiàn)象來(lái)發(fā)現(xiàn)黑洞。但是科學(xué)家還提出了一種發(fā)現(xiàn)黑洞的方法：“引力透鏡放大法”，該效應(yīng)來(lái)源于愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論。對(duì)于一個(gè)大質(zhì)量天體而言，比如黑洞或者星系，會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的引力場(chǎng)，使周圍時(shí)空彎曲得更劇烈，包括光在內(nèi)的任何東西都會(huì)受到強(qiáng)大引力場(chǎng)的影響。
哈勃空間望遠(yuǎn)鏡已經(jīng)拍攝到許多這樣的例子，來(lái)自遙遠(yuǎn)背景星系的光線在途徑前方星系或者黑洞產(chǎn)生的引力場(chǎng)時(shí)，發(fā)生了扭曲而形成“弧形”，甚至可變成圓環(huán)形。但是在觀察者的角度看，遙遠(yuǎn)的星系光線不僅僅是被扭曲了，而且還被放大了�？茖W(xué)家使用哈勃空間望遠(yuǎn)鏡透過(guò)天然的“宇宙放大鏡”，發(fā)現(xiàn)更遙遠(yuǎn)宇宙中發(fā)生的事件，只需將被扭曲的圖像進(jìn)行還原即可。但目前，哈佛-史密森天體物理學(xué) (CfA) 中心的天文學(xué)家認(rèn)為引力透鏡效應(yīng)還有一個(gè)有價(jià)值的發(fā)現(xiàn)，哈勃所拍攝的圖像不僅讓我們了解到遙遠(yuǎn)宇宙（背景星系）的情況，更重要的是其中還可能包含著前景星系中央超大質(zhì)量黑洞的信息。
引力透鏡的產(chǎn)生的效果與前景星系的質(zhì)量是直接相關(guān)的，質(zhì)量越大就說(shuō)明引力越強(qiáng)，背景星系光線扭曲得就越劇烈。如果前景星系中存在超大質(zhì)量的黑洞，可進(jìn)一步加強(qiáng)背景光線被扭曲的程度。雖然哈佛-史密森天體物理中心的天文學(xué)家不認(rèn)為我們能直接觀測(cè)到由于黑洞引力場(chǎng)所造成的透鏡效果變化，當(dāng)前的觀測(cè)技術(shù)可能還不夠，需要更大的射電望遠(yuǎn)鏡陣列才可能探測(cè)到。
如果通過(guò)“引力透鏡”效應(yīng)來(lái)發(fā)現(xiàn)前景星系中存在的超大質(zhì)量黑洞是異想天開的想法，那么伊卡洛斯星際航行計(jì)劃的研究人員提出了一個(gè)更富有想象力的建議：我們可以通過(guò)“引力透鏡”效應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)恒星際通信，“宇宙放大鏡”具有潛在放大功能的機(jī)制。假設(shè)有艘宇宙飛船已經(jīng)通過(guò)數(shù)光年的旅途，到達(dá)了半人馬座阿爾法星，距離地球大約4.4光年。正常情況下這艘宇宙飛船發(fā)出的信號(hào)，地球上的人們要等上4.4年才能收到，但實(shí)際情況將會(huì)更糟，信號(hào)在如此長(zhǎng)距離上進(jìn)行傳輸將逐漸被削弱，最后可能由于信號(hào)太微弱了而根本不能被地球上的人們接收到。
通過(guò)“引力透鏡”似乎可以解決這個(gè)問(wèn)題，比如在距離太陽(yáng)500個(gè)天文單位遠(yuǎn)的地方放置一艘中繼飛船，在相反的方向派遣一艘宇宙飛船進(jìn)行星際航行，由于太陽(yáng)強(qiáng)大的引力造成了周圍時(shí)空的扭曲，在中繼飛船與進(jìn)行星際航行的飛船之間形成了“通信鏈”，使兩艘飛船的通信信號(hào)發(fā)生了“放大”，這樣就可以進(jìn)行超遠(yuǎn)距離的恒星際通信了。
這聽起來(lái)像是科幻小說(shuō)中的情節(jié)，但哈勃空間望遠(yuǎn)鏡已經(jīng)證明了宇宙中存在的“引力透鏡”效應(yīng)是一個(gè)強(qiáng)大的工具，不僅可用于發(fā)現(xiàn)遙遠(yuǎn)宇宙的星系，還可以尋找前景星系的黑洞，甚至可以實(shí)現(xiàn)超遠(yuǎn)距離的恒星際通信。 |
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