隨著人類社會(huì)的發(fā)展進(jìn)步，我們對自然界的客觀規(guī)律和真理有了更深刻的認(rèn)識(shí)，更能理解現(xiàn)代物理學(xué)提出的各種現(xiàn)象。尤其是在天文研究的過程中，人類已經(jīng)能夠借助現(xiàn)代天文望遠(yuǎn)鏡的幫助，逐步驗(yàn)證各種猜想。

就像是在十七世紀(jì)初，伽利略通過自己自制的天文望遠(yuǎn)鏡首次發(fā)現(xiàn)了木星衛(wèi)星的存在，并由此推翻了天文學(xué)的“地心說”同觀點(diǎn)。到了現(xiàn)代社會(huì)，再看前人的猜想，很多科學(xué)家其實(shí)已經(jīng)做好了改正錯(cuò)誤的準(zhǔn)備。但誰也想不到，愛因斯坦幾十年前就猜到的那個(gè)愛因斯坦十字架竟然真的存在。

愛因斯坦十字架

很多人可能對愛因斯坦十字架不是很了解，甚至從來沒有聽說過它是什么。其實(shí)這個(gè)天文現(xiàn)象是天文學(xué)中“引力透鏡效應(yīng)”的有效例子之一。類似于愛因斯坦圓環(huán)和“宇宙笑臉”等，都是通過不同“鏡頭”展現(xiàn)的特殊空間現(xiàn)象天體。

了解了這個(gè)現(xiàn)象，我們就可以討論它的物理意義具體體現(xiàn)在哪里了。愛因斯坦十字架在1979年3月人類歷史上首次被觀測到。當(dāng)時(shí)英國和美國的天文學(xué)家齊聚一堂觀測

Q0957+561A和Q0957+561B這兩個(gè)天體，并且通過對這兩個(gè)天體的觀測，我們可以看到愛因斯坦十字現(xiàn)象。

可是這個(gè)時(shí)候，別說是愛因斯坦提出的理論已經(jīng)有六十多年了，就連愛因斯坦本人也已經(jīng)去世20多年了。要知道愛因斯坦在世的時(shí)候，是沒有機(jī)會(huì)去太空的，更沒有機(jī)會(huì)觀察太空。僅靠自己在地球上的學(xué)習(xí)和研究，就能判斷出宇宙的一些基本規(guī)律，這對99%以上的科學(xué)家來說是不可能的。

這幾年，瑪雅文化鬧得沸沸揚(yáng)揚(yáng)，關(guān)于2012年的世界末日的預(yù)言更是層出不窮。最后還出來什么地方怎么滅的理論，簡直讓人啼笑皆非。

但是如果有一天，突然有人告訴你這是真的，而且真的發(fā)生了，你會(huì)怎么想？英國和美國的科學(xué)家們在第一次看到愛因斯坦十字架的時(shí)候，他們內(nèi)心的想法可能就是這種

親身感受到預(yù)言成功的感覺。

另外，愛因斯坦十字架的出現(xiàn)有力地證明了引力透鏡效應(yīng)的真實(shí)性，這也說明

廣義相對論比引力更適合在太空中使用。如果可以利用引力透鏡成像觀察其他天體、行星或超新星的變化，那么人類自然就能感知到更多宇宙的奧秘。

這個(gè)有點(diǎn)類似于我們學(xué)過的“小孔成像”的原理。針孔成像主要是通過小孔，而引力透鏡效應(yīng)是

通過恒星或星系的引力使光線發(fā)生扭曲然后再次傳輸。

另外，兩者的參照系也不一樣。在愛因斯坦的廣義相對論中，所有的參照系似乎都在另一個(gè)層面上。如果用地球固有的思維去理解愛因斯坦想表達(dá)的意思，自然是無法實(shí)現(xiàn)的。而這也不得不由衷佩服愛因斯坦。雖然他和普通人一樣生活在地球上，但是思維水平是普通人無法企及的。

廣義相對論

科學(xué)家在距地球50億光年外拍到了愛因斯坦十字，那么我們應(yīng)該如何理解這種現(xiàn)象呢？或者說，愛因斯坦十字架背后的引力透鏡效應(yīng)將如何幫助人類社會(huì)？這一切都始于廣義相對論。

在廣義相對論之前，萬有引力一直是用來解決地球和外層空間所有天體和天體現(xiàn)象的重要定律。但隨著時(shí)間的推移，人們發(fā)現(xiàn)萬有引力并不能完美解釋所有相關(guān)現(xiàn)象。于是乎，發(fā)現(xiàn)和驗(yàn)證新的相關(guān)說法就成了所有科學(xué)家最重要的事情。

廣義相對論剛提出時(shí)，別說普通人，很多科學(xué)家都接受不了。尤其是對于那些斷定物理學(xué)的發(fā)展即將走到盡頭的科學(xué)家來說，廣義相對論就像是讓他們重新認(rèn)識(shí)世界。雖然不會(huì)推翻之前的所有規(guī)律，但頑固狂妄的思維模式終于被打破了。

那么我們普通人應(yīng)該怎么理解廣義相對論呢？其實(shí)答案很簡單，就是擴(kuò)大坐標(biāo)系和參考系，開闊思路。在傳統(tǒng)物理學(xué)中，當(dāng)我們要研究某一物理量單位時(shí)，總是以同一物理量單位的另一個(gè)量作為參考。但是，在研究天體規(guī)律和廣義相對論時(shí)，顯然不能這樣判斷。

舉個(gè)簡單的例子，我們在研究地球運(yùn)動(dòng)的變化時(shí)，不能只從地球本身的變化入手，而是應(yīng)該把加入月球、太陽甚至太陽系整個(gè)學(xué)習(xí)。只有這樣，才能更好地理解天體的變化規(guī)律和地球運(yùn)動(dòng)的變化圖像。

理解廣義相對論也是如此。在廣義相對論中，提到大質(zhì)量天體會(huì)使周圍的時(shí)空發(fā)生彎曲。我們之所以能看到光，正是因?yàn)楣馔耆菑念^頂射向我們的。不僅是光，其他所有物質(zhì)都會(huì)受到扭曲的影響，進(jìn)入天體的“影響范圍”。對于黑洞這樣的特殊天體，最重要的原因是的扭曲率太強(qiáng)，以至于光線無法從逃逸。

為了更好的理解這一點(diǎn)，我們可以把乒乓球網(wǎng)掛在空中，這樣網(wǎng)就不會(huì)被拉長，也不會(huì)掉網(wǎng)。這時(shí)候，當(dāng)我們把乒乓球和棒球放入球網(wǎng)時(shí)，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，球網(wǎng)不可避免地會(huì)彎曲，而且兩者的彎曲程度是不同的。雖然在地球上，這樣的現(xiàn)象純粹是由于重力的影響。但在空間中，這種狀態(tài)其實(shí)類似于真實(shí)的

時(shí)空表征。

值得一提的是，人們之所以對引力做出錯(cuò)誤的判斷，主要是因?yàn)橐λ憩F(xiàn)出來的現(xiàn)象與這種時(shí)空現(xiàn)象太相似了。如果不是某些天體的錯(cuò)誤，愛因斯坦或許不會(huì)想到扭曲時(shí)空的概念，更不會(huì)提出人類物理學(xué)里程碑式的廣義相對論。

引力透鏡效應(yīng)

了解了廣義相對論后，引力透鏡相關(guān)的問題自然就很容易理解了。事實(shí)上，在愛因斯坦提出廣義相對論時(shí)，就對引力透鏡效應(yīng)以及一系列可能的現(xiàn)象進(jìn)行了推測。只是當(dāng)時(shí)愛因斯坦認(rèn)為，星體的引力場太小，對光的影響太小，不會(huì)出現(xiàn)類似透鏡的現(xiàn)象，所以沒有。t深入研究。

直到1937年，美國天文學(xué)家茲維基提出，既然恒星不能充當(dāng)透鏡物體，那么星系的引力是絕對充足的。在這樣的情況下，只要人類作為觀察者，作為透鏡天體的星系與發(fā)光天體處于同一角度，自然可以觀察到引力透鏡現(xiàn)象。

像這次哈勃望遠(yuǎn)鏡觀測到的愛因斯坦十字，以某一個(gè)星系為透鏡對象。它的影像距離地球五十億光年，也就是說透鏡星系距離我們五十億光年，而實(shí)際的發(fā)光天體距離地球大約九十億光年。

之所以會(huì)出現(xiàn)這個(gè)特殊的十字，是因?yàn)?strong>在透鏡星系的兩側(cè)都有一顆亮星，屬于同一個(gè)類星體。當(dāng)光線穿過透鏡星系時(shí)，兩個(gè)對稱的雙像會(huì)自然形成，這就是愛因斯坦十字。

這一現(xiàn)象可能很多人難以理解，但只要把透鏡狀星系看成一面鏡子，人類和發(fā)光星系就被看成是鏡面兩邊的“粒子”透鏡星系很好。如果在地球上實(shí)驗(yàn)這種現(xiàn)象，那么我們也可以通過光源、鏡頭、人類的觀察接受來判斷這一切。在太空中，哈勃望遠(yuǎn)鏡是我們?nèi)祟惖摹把劬Α保邮盏健艾F(xiàn)象”后，將信息傳遞給人類。

宇宙奧秘

廣義相對論提出后，人類對宇宙有了新的認(rèn)識(shí)，時(shí)空概念涵蓋了相關(guān)引力定律。從某種意義上說，重力根本就不是一種力，而是一種表象。只是基于人類目前對宇宙的認(rèn)知，萬有引力定律更容易幫助人類更好地認(rèn)識(shí)宇宙。

在浩瀚的宇宙中，無論是愛因斯坦的十字架、愛因斯坦圓環(huán)還是“宇宙笑臉”，其實(shí)都是一些特殊的現(xiàn)象。通過對宇宙更深入的了解，我們了解了為什么會(huì)形成這些現(xiàn)象。而面對很多還不明朗的事情，我們只需要繼續(xù)努力發(fā)展科研就可以了。

其實(shí)今天人類認(rèn)識(shí)宇宙的過程其實(shí)和幾千年前人類認(rèn)識(shí)地球的奧秘是一樣的。尤其是在遠(yuǎn)古時(shí)期，人類的祖先就懂得用火來幫助驅(qū)趕野獸，但那火焰是如何產(chǎn)生的，卻無人能明了。

幸好，隨著時(shí)間的流逝，時(shí)代的變遷，人們逐漸從表象、性質(zhì)到原理，對一切不為人知的事物進(jìn)行分析和理解。就像前人無法理解的火焰在燃燒，現(xiàn)在已經(jīng)成為常識(shí)，這就是人類的進(jìn)步。

宇宙都是一樣的。當(dāng)我們研究愛因斯坦十字和類似的天文科學(xué)現(xiàn)象時(shí)，我們或許也能從表象、本質(zhì)和原理上更好地認(rèn)識(shí)宇宙。如果地球是一個(gè)低層的生命家園，那么在未來的某一天，我們一定能夠進(jìn)入更高層的生命家園。到那時(shí)，所有現(xiàn)在困擾我們的現(xiàn)象也將迎刃而解。結(jié)論

在未來的空間科學(xué)研究中，科學(xué)家們推測主要有以下三個(gè)研究方向，分別是猜想、類比和推理。猜測可能出現(xiàn)的宇宙現(xiàn)象，比較宇宙空間與地球空間的區(qū)別，推斷宇宙未來的發(fā)展變化。只要這三個(gè)方向合理、穩(wěn)定地進(jìn)行，那么宇宙的奧秘就一定會(huì)呈現(xiàn)在人類的面前。

牛頓曾經(jīng)說過：“如果我說我看得很遠(yuǎn)，那是因?yàn)槲艺驹诰奕说募绨蛏稀?。在現(xiàn)代科學(xué)研究中，無論是牛頓的萬有引力還是愛因斯坦的相對論，都在為我們的前進(jìn)鋪路。愛因斯坦的十字架是前人的猜測，現(xiàn)在能證明它真的存在，說明理論研究的方向是正確的。

只要人類沿著科學(xué)家的道路不斷追尋，更多無法理解的科學(xué)之謎將不再是謎。在現(xiàn)代天文學(xué)中，相對論也對一些特殊天體一頭霧水，也許在之后更深刻清晰的規(guī)律或推論出現(xiàn)，特殊天體就沒有了再特別一點(diǎn)。