"引力透鏡"可發(fā)現(xiàn)黑洞存在 實現(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)國外媒體報道，眾所周知，尋找黑洞需要非常強(qiáng)大的望遠(yuǎn)鏡。當(dāng)這個龐然大物在吞食小行星、伴星物質(zhì)時，會發(fā)出X-射線，而伴星的繞行速度也會受到影響，我們可通過探測這些現(xiàn)象來發(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)來源于愛因斯坦的廣義相對論。對于一個大質(zhì)量天體而言，比如黑洞或者星系，會產(chǎn)生強(qiáng)大的引力場，使周圍時空彎曲得更劇烈，包括光在內(nèi)的任何東西都會受到強(qiáng)大引力場的影響。
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)生的引力場時，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)還有一個有價值的發(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)為我們能直接觀測到由于黑洞引力場所造成的透鏡效果變化，當(dāng)前的觀測技術(shù)可能還不夠，需要更大的射電望遠(yuǎn)鏡陣列才可能探測到。
如果通過“引力透鏡”效應(yīng)來發(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劃的研究人員提出了一個更富有想象力的建議：我們可以通過“引力透鏡”效應(yīng)來實現(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，地球上的人們要等上4.4年才能收到，但實際情況將會更糟，信號在如此長距離上進(jìn)行傳輸將逐漸被削弱，最后可能由于信號太微弱了而根本不能被地球上的人們接收到。
通過“引力透鏡”似乎可以解決這個問題，比如在距離太陽500個天文單位遠(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，由于太陽強(qiáng)大的引力造成了周圍時空的扭曲，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。
這聽起來像是科幻小說中的情節(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，甚至可以實現(xiàn)超遠(yuǎn)距離的恒星際通信。 |
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