宇宙錯覺“引力透鏡”：愛因斯坦預言恒星質(zhì)量！

白矮星Stein 2051 B距離地球大約18光年，過去一百多年來，對它的質(zhì)量測量已經(jīng)成為天文學上爭論的話題之一?，F(xiàn)在，一群天文學家利用愛因斯坦最初預言過的一種宇宙現(xiàn)象，對這顆白矮星進行了一次精確測量，解決了這一百年爭論。

研究人員選擇了Stein 2051 B遮蔽另一顆恒星——距離地球更加遙遠——的時機，利用哈勃太空望遠鏡對其進行了觀測，以此計算出了這顆白矮星的質(zhì)量。在遮蔽過程中，背景恒星在天空中的位置似乎出現(xiàn)了非常細微的偏移，但它的實際位置其實完全沒有改變。

這種宇宙視錯覺被稱為“引力透鏡”。天文學家已經(jīng)在宇宙中多次觀測到了引力透鏡效應，尤其是在星系、星系團和黑洞等特別巨大的天體附近。引力透鏡效應的出現(xiàn)是由于巨大天體會導致附近的空間出現(xiàn)扭曲，來自更遙遠天體的光線在經(jīng)過時就像通過透鏡一樣發(fā)生彎曲。在一些情況下，引力透鏡會使背景恒星看起來像發(fā)生了位移。事實上，這就像把鉛筆放到裝水的水杯里，水面上和水面下的部分會因為光的折射而出現(xiàn)錯位。

愛因斯坦曾經(jīng)預言，這種位移可以用來測量單個恒星的質(zhì)量，因為背景恒星的位置偏移程度取決于前景恒星的質(zhì)量。但是，當時的望遠鏡達不到足夠的靈敏度，無法實現(xiàn)愛因斯坦的這一預言。

參與此次研究的科學家表示，此前還沒有人利用背景恒星的位移計算過單個恒星的質(zhì)量。事實上，科學家對恒星之間的位移進行測量的例子只有一次：1919年的日全食期間，科學家觀察到太陽使幾顆背景恒星出現(xiàn)了位移。當時之所以能觀察到這一現(xiàn)象，只是因為太陽太接近地球。

此次新研究的結(jié)果在線發(fā)表在近期的《科學》（Science）雜志上。

宇宙透鏡

根據(jù)愛因斯坦的廣義相對論，空間是有彈性的，而不是固定不變，并且大型物體（比如恒星）可以造成空間的扭曲，就像保齡球在柔軟墊子上造成的曲面。物體使時空扭曲的程度取決于物體的質(zhì)量（同樣的，更重的保齡球在墊子上壓出來的痕跡就越深）。

光線通常在真空中以直線傳播，但如果光線經(jīng)過一個巨大的物體，那它的軌跡看起來就會像道路的拐彎一樣，偏離原先的直線。愛因斯坦指出，這種偏斜會將更多的光線傳遞給觀察者，類似于用放大鏡將散射的陽光聚焦到一個點上。這種效應會使背景天體看起來更加明亮，或者在前景天體上形成一個亮環(huán)——愛因斯坦環(huán)（Einstein ring）。