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引力透镜:人类观测宇宙的放大镜

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引力透镜的基础是光在空间中传播时,因受到区域引力场影响而发生偏折的效应,引力透镜效应是爱因斯坦等效原理的直接体现。

想像一下,当你乘坐一台无窗电梯时可能遭遇的两种状况:加速向上与自由落下。当电梯加速向上的瞬间,你的身体因为惯性而静止于原来的高度上,但电梯硬把你往上推,你会感受到体重似乎骤然增添了不少;另一方面,当你搭电梯下楼时,在电梯从静止开始下降的瞬间,惯性试图将你保持在原来的高度上,但当电梯突然下降时,身体失去支撑,你就误以为身处在自由落下的状态,引力的牵引忽然消失,体重好像瞬间归零。

通常在如此遥远的深空里拍摄到的星系都只是点状光影,无法透露更多早期星系的物理特性。但SPTCL J06155746 星系团不仅放大了SPT0615JD的图片,更将其外貌扭曲延展成一个长约2 弧秒2的拱形天体。

在分析这个透镜图片后,天文学家发现SPT0615JD的质量不超过30亿倍太阳质量,约为银河系质量的1%;而其真实大小则不及2500光年,大约只有我们银河系的卫星星系小麦哲伦云的一半左右。可见早期星系的性质,与我们银河系这种现代星系大相径庭。未来,随着观测到愈来愈多这类胚胎星系的透镜图片,相信我们终能掌握星系形成的秘密!

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