用中学生能懂的语言讲黑洞背后的科学( 八 )

用中学生能懂的语言讲黑洞背后的科学

广义相对论的提出颠覆了全人类对时间和空间的认知。从前人们认为宇宙间的物质仅仅是时间和空间舞台上的参与者,而实际上宇宙间的物质也是时间和空间的构造师。

引用普林斯顿大学教授John Wheeler的总结,广义相对论的精髓是“时空决定物质如何运动,而物质决定时空如何弯曲”。

用中学生能懂的语言讲黑洞背后的科学

广义相对论在1919年就被证实了——在日全食的时候,观测到的星光会被太阳的引力所弯折(可以理解为扭曲了时空本身)。此后,时空被质量庞大的天体所扭曲,这一现象有了广泛的应用。比如说引力透镜,就是在遥远星系的光源和我们之间如果有庞大的天体弯折了光线,我们看到的星系就好像是通过光学透镜看到的效果。通过分析到达地球的光一路的弯折情况,人们就可以分析宇宙间的质量分布,哪里有超强的引力弯折效果,就代表哪里有庞大的质量。特别是对于宇宙间大量不参与电磁相互作用,没有任何光或者电磁波的暗物质,通过引力来探测它们是目前最重要的方法。(顺便说一句,我们平时说的可见光是电磁波的一种。)

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