消失的太阳与爱因斯坦环
来自:费烨
惠勒说过:物质告诉空间如何弯曲,空间告诉物质如何运动。
按照相对论,地球绕太阳转,是因为太阳使周围空间发生了弯曲,从而使地球在弯曲的空间中发生了围绕太阳的公转。太阳就像一个巨大的保龄球,压弯了蹦床的表面,而地球就像存在于这个蹦床上的小球。
假设,我们突然把这个保龄球从蹦床上取出来。那么,蹦床会因为失去了质量压制,突然弹回一个冲击波,就像涟漪一样往四周扩散。如果放在宇宙里,太阳突然消失,也会产生一个向外的冲击波,这便是引力波。
不仅仅是恒星消失,双中子星互逐、两个黑洞相撞这类天体事件,都会造成引力波。想象我们在一个池塘搅动水面,一层层的涟漪就会往外扩散。星体运动就有如此的效果。
相对论除了能告诉我们引力波的存在,还有一个更直接的体验,就是告诉了人们爱因斯坦环的存在。因为太阳存在弯曲了空间,所以其他恒星发出的光经过太阳时,应该会发生偏转。在1912年,爱因斯坦完成相对论之前,爱因斯坦还考虑能否把这种偏转当作一个“透镜”,就像眼镜对进入眼睛的光进行了一次偏转一样。当遥远星系的光经过太阳时,它们会从太阳两边经过,然后再合拢到达我们的眼睛。我们望向遥远星系,因为这种光学畸变,就像看到一个戒指般的环存在于星空。这种引力“透镜”体现的效果不仅仅帮人们发现了爱因斯坦环,还解释了暗物质的分布。光学畸变告诉我们,在肉眼不可见的地方存在质量产生的引力,而人们就像盲人摸象般能得出一些暗物质的分布地图,这些暗物质构成了宇宙总质量的大部分。1998年,哈佛史密斯索尼亚天文中心粗略估算,这些暗物质构成了全宇宙质量的62%。

暗物质如果普遍存在的话,它不应该只存在于冰冷的宇宙真空中,它们应该时刻在穿过我们的身体。只是我们看不到,我们真的也很难客观评价出已知的世界运行规律受到了它多大的影响。
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