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已经被证实了的爱因斯坦十大语言

2020-12-10 16:43科技前沿 人已围观

简介爱因斯坦的伟大并不局限于这一个小小的胜利。而他早在一百年前的语言,后来都被一一证实。下面是收集的爱因斯坦被证实了的十大语言:...

        1919年5月29日,天文学家公布了一张照片,引起科学界轰动。至此牛顿走向深潭,爱因斯坦相对论接管了宇宙,直到如今依然无可撼动。这张照片并没有什么特别之处,就是一个非常普通的日食。但通过实际测量太阳周围恒星的位置,得出的测量值与爱因斯坦的计算结果极为接近,这就说明了爱因斯坦的相对论适应恒 星这种大质量天体。
1919年日食照
        爱因斯坦认为空间和时间交织在一个无限的“织布”中,就像一张摊开的毯子。像太阳这种大质量天体会压弯这个时空,使光线经过太阳时不再沿直线传播,而是随太阳周围的时空弯曲一些角度。为了验证爱因斯坦相对论是否正确,就有了上面这张日食的照片。
 
        天文学家在日食发生时拍下了一些照片,用来观测想象周围的恒星的偏差角度,也就是测量太阳引力对光的偏差角度。通过两次测量都证实了太阳引力会弯曲光线,随后他们发布了自己的观测结果。从此爱因斯坦的相对论真正步入了神坛,打开了直到如今的相对论宇宙。
爱因斯担
        爱因斯坦的伟大并不局限于这一个小小的胜利。而他早在一百年前的语言,后来都被一一证实。下面是收集的爱因斯坦被证实了的十大语言:

光速恒定
1、光速恒定
        爱因斯坦最著名的智能方程E=mc^2,这里的c 表示真空中的光速。尽管光有很多种不同的呈现方式,比如太阳光,灯光,红光,蓝光、只要它是光就必须遵守每秒30万公里的速度限制。因此即使两个光子的能量相差很大,但他们同样会以相同的速度传播,这就好像牛顿被苹果砸中一样,不同质量的物体在真空中的下落速度是一样的。
 
        2009年,费米伽马射线太空望远镜几乎在同一时间检测到了两个光子。一个光子的能量是另外一个光子的100万倍。他们都来自于同一个区域,是在大约70亿年前两个中子星碰撞产生的。

2、强引力透镜
        像太阳弯曲离它很远恒星的光线一样,宇宙中的星系也可以弯曲来自更远物体的光线。在某些情况下,这种现象有利于我们观测更遥远的星系。就像我们之前做的一期哈勃望远镜,拍摄的137亿年前的照片,就是通过星系的此力透镜放大了这个宇宙早期的星系,要不然我们很难观测如此遥远古老的星系。简单来说离我们较近的大质量天体可以充当一个镜头,就像望远镜放大远处的物体。不同的是当一个遥远的天体与另一个天体精确对准时,我们会看到光线弯曲成爱因斯坦环或是弧形,这是来自哈勃望远镜拍摄的太空笑脸,周围的这一圈是被放大之后的离我们更远的星系。
引力透镜
3、弱强引力透镜
        和强引力透镜相比,弱引力透镜看到的物体并非和我们的视线对的特别齐,所以就会造成失真,使观测对象看起来更大行动拉伸。虽然弱引力透镜让还原遥远星系变得有些困难,但它对于研究宇宙中的暗物质和暗能量有很大的帮助。科学家可以通过研究弱引力透镜中的星系畸变去更好的了解宇宙中我们看不见的东西。

4、微强引力透镜
        前面两个引力透镜讲的都是星系透镜,微引力透镜就非常好理解了。简单来说就是把小天体当做镜头,比如恒星,当恒星产生引力透镜效果时,会放大其后面的恒星的光线亮度。当前面这个恒星周围有行星出现时,望远镜就能够通过光线的变化发现恒星周围的行星。所以微引力透镜一般运用在发现系外行星的观测领域。引力透镜理论,是爱因斯坦早在一百多年前就已经提出了。
黑洞
5、黑洞
        广义相对论预言了致密天体的存在,而这个致命天气就是连光都不放过的黑洞。2019年,黑洞的发现再次证实了相对论,而几次诺贝尔物理学奖都颁发给了研究黑洞,观测黑洞的团队,再次说明了黑洞的特殊性。黑洞代表的是时空结构的最极端情况,巨大的引力扭曲时空,时间和空间到了黑洞这里都不好使。但真正观测到黑洞和爱因斯坦预测黑洞的形成足足过了一百年的时间。
相对论光束
6、相对论光束
        一些星系中央的超大质量黑洞会产生强大的宇宙射线和经济光速的粒子。黑洞周围的物质受到强大引力的吸引,有一部分会掉入黑洞,有一部分则被加速到接近光速,然后沿着黑洞的旋转轴往两端喷射,而这个喷射的光束就是传说中的宇宙射线。这和中子星喷射的伽马射线报也是同样的原理。

        上图是NASA太空眼镜拍摄到的银河系中心的超大质量黑洞在往两端喷射物质。但为什么这张照片上我们只看到了一侧有喷射流,那是因为这个喷射流是以接近光速往外喷射的。其中右侧那股喷射流正好指向地球,而另外一股光束正在以光速远离我们,所以我们看不见它。不过这个现象现在人类也只是一知半解,其原理和运作规律,目前还只能猜测。但爱因斯坦却在一百年前就推算出了这个东西的存在,他是如何想到的?

7、引力涡
        黑洞会使周围的物质产生"进动"现象。这里提到了一个词“静动‘,它的意思是自转的物体的自转轴又绕着另外一个轴在旋转,就好像一些陀螺一样,黑洞会使周围的物质产生这个现象。本来只存在爱因斯坦的理论上,但在2016年,一个科学家团队利用欧洲航天局和美国航天局的望远镜阵列观测到了黑洞周围物质的进动现象。已知离我们比较近的会产生进动现象的天体就是有着“万有引力定律不适用称号”的水星,因为水星离太阳比较近。受到引力作用也最大,所以水星产生了进动现象。
引力波引力涡
8,引力波
        一百多年前爱因斯坦提出了引力波的猜想,但其实直到一百年后的2016年,天文学家才利用了激光干涉仪探测到了13亿年前的两个黑洞发出的引力波。无独有偶,NASA 在2017年宣布探测到两个中子星相撞产生的光子,而就在发现这两个光子的前1.7秒,激光干涉仪探测到这两个中子星产生的引力波,两者都历经1.4亿光年到达地球,而误差只有1.7秒。
        因此,科学家得出结论爱因斯坦的推论再次正确,引力波和光波都以相同的速度传播,那就是光速。
 
9、太阳引力延迟无线电信号
        航天器在太空运行过程中会产生时间膨胀效应,这早已不是什么新鲜事。GPS卫星在工作过程中,时间和地面产生误差,通常需要和地面进行校准。但爱因斯坦认为太阳巨大的引力在影响光线的同时,还会影响无线电信号的传输。
        NAS为了验证这个推论,在1969年的水手号,1979年维京号,2003年的卡西尼号上都以不同的精度重复了无线电的科学实验,结果是爱因斯坦又对了。
太阳引力
10、绕地轨道的证明
        2004年,美国宇航局发射了一颗名为“重力探测器B”的航天器,这个航天器主要的作用就是为了测试相对论在地球轨道上好不好使。虽说天体会弯曲光线,那么空间是不是也被弯曲了,抱着这个问题航天器就上天了。这个航天器上有四个陀螺仪,这四个陀螺仪都指向同一个方向。但是经过7年的时间,陀螺仪的方向发生了变化,这就说明了地球周围的时空也会发生变化。爱因斯坦的语言再次被证实。

        爱因斯坦的伟大不仅仅是他贡献的科学知识,还有为整个人类执行的探索之路。虽然我们生存在这个世界上还有诸多要烦恼的事情,但如果我们能从巨人的肩膀上找寻那么一丝丝答案,或许我们的人生回答有不同。

Tags: 光速  黑洞  引力波  时空  时间和空间  爱因斯坦  相对论 

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