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詹姆斯·韦伯空间望远镜首次“开眼” ， 拍到了迄今最遥远、最清晰的宇宙红外图像 。 这张照片中显示的是一个巨大的星系团 ， 叫SMACS0723 ， 其中包含数千个跟银河系相当的星系 。
然而 ， 那是这个星系团46亿年前的样子 ， 因为它距离我们46亿光年 ， 望远镜接收到的光 ， 是46亿年前发出的 ， 那时候我们的太阳可能还是分散在太空中的一团是尘埃 。
这个图像包括的范围看起来非常大 ， 但NASA的BOSS比尔·纳尔逊（BillNelson）却把其中的星系团形容为“宇宙中的一个小点点” ， 就像“一臂远的指尖上的一粒沙子” ， 詹姆斯·韦伯望远镜拍摄到的 ， 只是无比广阔的宇宙背景中非常非常（如果你不介意 ， 这里我还想再添上几百个“非常”）渺小的一部分 。
但是问题来了 ， NASA声称这是迄今为止人类拍到的“最遥远 ， 最清晰”的宇宙红外图像 ， 但是为什么我们却可以明显看到图像中央有一个环形的扭曲部分？一些星系的光 ， 都被扭曲成弧线了！这看起来就像我们的手机摄像头被沾上水雾拍出来的效果 ， 有人可能会问 ， 难道詹姆斯·韦伯望远镜在拍那张照片之前 ， 忘记把镜头擦干净了？
实际上 ， 这个环形的扭曲部分 ， 恰恰反应了照片的真实性 ， 那不是望远镜的问题 ， 而是一种叫“爱因斯坦环”的光传播效应在起作用 。
什么是爱因斯坦环？这得从爱因斯坦提出的广义相对论开始说起 ， 广义相对论中提到 ， 有质量的物体的存在会扭曲时空 ， 质量越大 ， 对时空的扭曲就越大 ， 这就意味着 ， 当光经过一个质量超大的物体（比如恒星或黑洞）附近时 ， 不会再沿着直线传播 ， 而是会发生偏折——引力透镜效应 。
也就是说 ， 当超大质量物体位于光源和观察者中间 ， 而且三者精确对齐的时候 ， 光源发出的光可能不会被超大质量物体遮挡 ， 而是因为超大质量物体对时空的扭曲 ， 而发生偏转 ， 直接绕过它而到达观察者那里 。 而观察者看到的 ， 是一个遥远的环状结构 ， 而这 ， 就是著名的爱因斯坦环 。
如下图所示 ， 橙色箭头代表的是背景光源发出的光的原本的传播路径 ， 但由于中间隔着一个巨大的天体 ， 光线发生完全弯曲 ， 白色箭头代表的是光的实际传播路径 ， 是弯的 。 而对于观察者 ， 他们看到的是一个环形的结构 。
早在1912年 ， 爱因斯坦在提出广义相对论之前 ， 就通过复杂的计算预言了引力体对光的弯曲效应 。 但环形效应最早是物理学家奥瑞斯特·赫沃森（OrestKhvolson）在他的论文中提出的 ， 他提到了当光源、透镜（引力体）和观察者接近完美对齐的时候 ， 会产生“光环效应” 。 爱因斯坦在1936年 ， 在对这种效应进行评论 ， 他说：
当然 ， 我们是没有希望直接观察这种现象的 ， 首先 ， 我们几乎不会离这样一条中心线足够近 ， 其次 ， β角（光线的偏转角）将违背我们仪器的分辨能力 。
即使他认为这种现象是“没有希望被观察到的” ， 但他还是用公式量化了这种环状效应 ， 如上图所示 ， 其中的θ1角正是他所提到的β角 。 但爱因斯坦终究是低估了人类的发现能力 ， 在2004年到2005年期间 ， 哈勃望远镜执行了一个叫“斯隆透镜”(SLACS)的计划 ， 在可见光下发现了8个新的爱因斯坦环（此前已经发现了3个） 。
在哈勃望远镜拍摄的图像中 ， 淡蓝色的环形图案漂浮在红白色的斑点上 ， 这是两倍远的光源被20亿到40亿光年外的巨大椭圆形星系的引力扭曲形成的引力透镜效应 ， 也就是爱因斯坦环 。
因此 ， 你看到的詹姆斯·韦伯拍摄的第一张宇宙红外图像中心有个扭曲的环形 ， 不是望远镜的镜头问题 ， 而是遇到了引力透镜效应 ， 形成了一个不太完美的爱因斯坦环 。 为了证明这不是望远镜的问题 ， 下面我们还提供了詹姆斯·韦伯望远镜拍摄到的其他天体的图像（来自欧洲航天局官网） ， 其中一些图像十分清晰：
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