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[太空探秘] 太空十字架?爱因斯坦说,那可不是什么神明

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沙发
发表于 2017-12-30 13:36 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

各位大朋友和小朋友,欢迎收听玉米熊放学小报,今天是2017年12月29日星期五,这里是玉米实验室。

太空十字架?爱因斯坦说,那可不是什么神明

大家好,我是喜欢天文的参商。

每年临近岁末,就到了过节的时候,东方西方的都有,仿佛扎了堆,可谓一派喜气,处处祥和。这不,前不久过去的圣诞节,也就是耶稣诞辰就算一个。对了,耶稣大家应该不陌生,脑子里蹦出的那个被钉在十字架上的男人就是了。不过,代表着爱与救赎的十字架可不是只在宗教中存在,在深邃的宇宙空间里,也有一个大大的十字架。

这十字架长下面这样:核心处有个光斑,其四个方位各有一个略小,但更明亮的光斑,它们的周围萦绕着模糊的光圈和星星点点的亮光。当然了,想象力丰富的你们也可以说它像四叶草,像花瓣,或是像书上标出的重点符号。不过,事实是,人家有名字:爱因斯坦十字架。

嗯?爱因斯坦?这个奇怪的图案和爱翁有什么关系呢?别急,接下来,我们慢慢说。

在大家眼里,这个位于飞马座的家伙相比其他的天体,各部分靠的是有点儿紧了,所以,不少好奇者们不禁发出疑问:到底是四颗星星被吸住,还是中心的星体一不小心分出了另外四瓣呢?

遗憾地告诉大家,别多想了,都想歪啦。这个十字架的来头可不一般,千万别被它的表象迷惑。事实上,这个十字架由两部分组成,一部分是真实存在的、位于前景星系的中心光圈,一部分是虚的、分布在周围,来自遥远类星体的四重影像。画张图说说它们的相对位置:图中的1号位是类星体,2号位是前景星系,3号位则是我们熟悉的银河系,也就是我们的观测角度。

这样一来,大家也许更疑惑了。这究竟是怎么回事呢?这就得搬出暗物质这个幕后推手了。离我们比较近的前景星系看似明亮,其实却是暗物质的一片神秘领地。虽然暗物质们看不见摸不着,但它们仍然具有物质的普遍属性——引力。于是,可怜的遥远类星体发出的光线被无处不在的暗物质合力拖出原来的轨道,好在只是稍稍玩弄一下它们,于是,惊魂未定的光线朝着偏离的方向继续前进。这就是引力透镜现象。换个好理解的说法,这个过程类似我们平时在生活中见到的放大镜。放大镜是一种凸透镜,细心的朋友们仔细一摸,就能感受到镜片是向外突出的。由于空气的折射率要比玻璃小,所以光在空气中的传播速度要比在玻璃里快。根据折射定律中所说的:在介质发生改变时,传播速度变小,那么折射角度要小于入射角度,所以,凸透镜对光线具有汇集作用。

就像下图出现的凸透镜成像规律,那根正立的蜡烛就好比遥远的类星体,也就是1号位;中间的凸透镜就好比充满暗物质的前景星系,也就是2号位;而倒立的虚像则可以理解为我们观察到的四个光斑。我们正是从虚像的一端做出观测的。不过,由于暗物质盘毕竟不像被细致打磨的透镜,所以成像没能是理想状态中的环状,反而成了四瓣。

这样一来,这个十字架的组成就显得不那么诡异了。同时,我们之前纠结的爱因斯坦也该闪亮登场了。因为,这个现象基于爱因斯坦著名的广义相对论的猜想。爱翁总结得挺明白:由于时空在大质量天体附近会发生畸变,使得光线在大质量天体附近发生弯曲。所以,这爱因斯坦十字架的名号叫的也不为过了。

不过,即便是有了引力透镜这个解释,能成十字架的天体们也还是天赋异禀。毕竟前面这个中心光圈位于一个巨大星系的中心,而后面那个类星体则更会挑位置,它正好呆在这个中心的正后方。所以说啊,道具再强大,自己还得有个好基因才行啊。

这里是玉米实验室,每天一张放学小报。

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发表于 2017-12-30 22:27 | 只看该作者
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