愛因斯坦時空論再顯奇效 定位極古老星系
2018 年 01 月 17 日
這座星系因為距離極為遙遠而無法被肉眼所見。[NASA/ESA/B. Salmon (STScI)]
愛因斯坦一百年前提出的空間可變理論再次發揮神奇作用,讓科學家能觀測到極為古老的星系。
這是一座年齡超過 130 億年的太古星系,具體地說,僅比所知宇宙年齡年輕 5 億年。
雖然 5 億這個數量,用日常觀念來衡量,它無比巨大,但是與宇宙至少 138 億年的歷史來相比,非常小。
科學家還注意到,這座極古老星系的個頭很小。與銀河系的 10 萬光年直徑相比,它的直徑僅為 2500 光年,其質量也不及銀河系的 1/100 。
該星系目前編號為 SPT0615-JD ,屬於發光程度極小的天體。那麼科學家是怎樣觀察到 SPT0615-JD 的呢?
科學家使用一個世紀前愛因斯坦的相對論確定了其的存在。愛因斯坦的相對論認為,時空是可變的,可以通過觀測光線彎曲和驗證,但是怎樣讓光線彎曲呢?
愛因斯坦的理論描述,質量極大物質周圍的時空可變效應較大,那裡可以觀測到光線的彎曲。而宇宙之中星系或星系團的質量極大,光線穿過這些物質後,會發生彎曲。
因此,科學家藉助星系團 SPT-CL J0615-5746 ,定位了從 SPT0615-JD 所發光線的彎曲程度(當然彎曲程度極小,不是日常生活概念所能比喻的),進而確定 SPT0615-JD 的存在。
這種時空可變效應被科學家定義為「引力透鏡」,因為愛因斯坦曾說,物體之間的引力實質是不存在的,一種空間彎曲而導致所謂引力的現象。這種空間彎曲可以比喻為,兩個物體分別位於一個山谷的左右兩側,它們都有向下滑動至谷底的趨勢,而這個趨勢就是「引力」。
《新聞週刊》 1 月 15 日說,使用哈勃望遠鏡定位 SPT0615-JD 的科學家表示,希望使用未來的新型望遠鏡進行更多觀測,來探索更多極為古老的星系。
目前的哈勃望遠鏡過兩年後將「退休」,取而代之的是新一代最大的太空望遠鏡——詹姆斯韋伯望遠鏡,相信科學家繼續利用時空效應,可以獲得更多不可思議的發現。