愛因斯坦贏了：天文學(xué)家終于用相對論為星球稱重！

在愛因斯坦廣義相對論提出100余年后，天文學(xué)家第一次成功利用相對論“稱”出了一顆星球的質(zhì)量，讓相對論提出者愛因斯坦本人曾認(rèn)為不可能做到的事成為現(xiàn)實(shí)。

美國太空望遠(yuǎn)鏡科學(xué)研究所天文學(xué)家凱拉什·薩胡領(lǐng)銜的一個國際科研小組7日在美國《科學(xué)》雜志上說，借助哈勃太空望遠(yuǎn)鏡，他們直接觀測到一顆白矮星的引力扭曲了其身后一顆星球的光線，并在此基礎(chǔ)上第一次成功測量出這顆白矮星的質(zhì)量。

“愛因斯坦應(yīng)該會自豪，”美國恩布里-里德爾航空大學(xué)天文學(xué)家特里·奧斯沃爾特在《科學(xué)》配發(fā)的評論文章中寫道，“他的一個關(guān)鍵預(yù)測通過了非常嚴(yán)格的觀測性測試。”

愛因斯坦1915年提出的廣義相對論讓人類對宇宙的認(rèn)識發(fā)生了革命性變化。其一個關(guān)鍵預(yù)測是，距地球較近的星球會如同放大鏡一般扭曲來自它身后遙遠(yuǎn)星球的光線，出現(xiàn)所謂“引力透鏡”現(xiàn)象。當(dāng)前方星球正好擋住后方星球時，光線圍繞前方星球構(gòu)成一個圓環(huán)，人稱“愛因斯坦環(huán)”。1919年，英國科學(xué)家在日全食觀測中驗(yàn)證了這一預(yù)測的正確性。

愛因斯坦還預(yù)測，當(dāng)前景星球與后方星球不完全成一條直線時，“引力透鏡”效應(yīng)會導(dǎo)致后方星球稍稍偏移實(shí)際位置，并可利用偏移距離直接計(jì)算出前方星球的質(zhì)量，被稱作“天體測量透鏡”?？墒?，1936年，愛因斯坦又補(bǔ)充說，由于星球相距遙遠(yuǎn)，“沒有直接觀測到這種現(xiàn)象的希望”。

在最新研究中，薩胡等人利用哈勃望遠(yuǎn)鏡的優(yōu)異角分辨率，在5000多顆恒星中尋找“天體測量透鏡”。他們意識到，一顆快速移動的白矮星Stein　2051　B恰好符合這種定位，于是在2013年至2015年間8次把哈勃望遠(yuǎn)鏡對準(zhǔn)這顆星球。

研究顯示，在這顆白矮星的引力作用下，其身后的星球的觀測位置與實(shí)際位置相距約2毫弧秒，據(jù)此可計(jì)算白矮星的質(zhì)量相當(dāng)于太陽質(zhì)量的68%。

奧斯沃爾特說，這項(xiàng)研究“為確定我們不容易通過其他方式測量的物體的質(zhì)量提供了一個新工具”。

此外，這項(xiàng)研究也為研究星系的歷史與演化“打開了一個新的窗口”，因?yàn)榘装鞘茄莼侥┢诘暮阈牵?ldquo;包括太陽在內(nèi)，宇宙中至少97%的星球?qū)⒊蔀榛蛞殉蔀榘装?mdash;—它們講述了我們的未來以及我們的歷史”。