愛因斯坦，被證實的10大“預言”！

1919年5月29日 天文學家公佈了這張照片 引起科學界轟動 這次牛頓走下深潭 愛因斯坦的相對論接管了宇宙 直到如今依然無可撼動 這張照片並沒有什麼特別之處 就是一個非常普通的日蝕 但通過實際測量太陽周圍恆星的位置 得出的測量值與愛因斯坦的計算結果極為接近 這就說明瞭愛因斯坦的相對論 適應恆星這種大質量天體 愛因斯坦認為空間和時間交織在一個 無限的織布中就像一張攤開的毯子 像太陽這種大質量天體 會壓萬這個時空 使光線經過太陽時不再沿直線傳播 而是隨太陽周圍的時空彎曲一些角度 為了驗證愛因斯坦相對論是否正確 就有了我們開頭的那張日蝕照片 天文學家在日蝕發生時拍下了一些照片 用來觀測太陽周圍的恆星的偏振角度 也就是測量太陽引力對光的偏振角度 通過兩次測量都證實了太陽引力會彎曲光線 隨後他們發佈了自己的觀測結果 從此愛因斯坦的相對論真正步入了神壇 打開了直到如今的相對論宇宙 愛因斯坦的偉大並不侷限於這一個小小的勝利 而他找的一百年前的預言後來都被一一證實 下面我們就來聊聊愛因斯坦被證實的十大預言 愛因斯坦最著名的正能方程 E等於m乘以c的平方 這裡的c表示真空中的光速 儘管光有很多種不同的呈現方式 比如太陽光、燈光、恆光、藍光 只要它是光就必須遵守每秒30萬公里的速度限制 因此即使兩個光子的能量相差很大 但它們同樣會以相同的速度傳播 這就好像牛頓被蘋果砸中一樣 不同質量的物體在真空中的下落速度是一樣的 2009年費米·伽瑪涉嫌太空晚景 幾乎在同一時間檢測到了兩個光子 一個光子的能量是另外一個光子的100萬倍 它們都來自於同一個區域 是在大約70億年前兩個中子星碰撞產生的 2.強引力透鏡 像太陽彎曲離它很遠恆星的光線一樣 宇宙中的星系也可以彎曲來自更遠物體的光線 在某些情況下 這種現象有利於我們觀測更遙遠的星系 就像我們之前做的一期 哈勃望遠鏡拍攝的137億年前的照片 就是通過星系的引力透鏡 放大了這個宇宙早期的星系 要不然我們很難觀測如此遙遠古老的星系 簡單來說 離我們較近的大質量天體可以充當一個鏡頭 就像望遠鏡放大遠處的物體 不同的是 當一個遙遠的天體與另一個天體精準對準時 我們會看到光線彎曲成愛因斯坦環或是弧形 這是來自哈勃望遠鏡拍攝的太空笑臉 周圍的這一圈是被放大之後的 離我們更遠的星系 3.弱引力透鏡 和強引力透鏡相比 弱引力透鏡看到的物體 並非和我們的視線對得特別齊 所以就會造成失真 使觀測對象看起來更大且更拉伸 雖然弱引力透鏡讓還原遙遠星系變得有些困難 但它對於研究宇宙中的暗物質和暗能量有很大的幫助 科學家可以通過研究弱引力透鏡中的星系畸變 去更好的瞭解宇宙中我們看不見的東西 別著急 暗物質和暗能量的視頻已經在路上了 感興趣的小夥伴 一定別忘了關注 4.微引力透鏡 前面兩個引力透鏡講的都是星系透鏡 微引力透鏡就非常好理解了 簡單來說就是把小天體當作鏡頭 比如恆星 當恆星產生引力透鏡的效果時 會放大其後面的恆星的光線亮度 當前面這個恆星周圍有行星出現時 望遠鏡就能夠通過光線的變化發現恆星周圍的行星 所以微引力透鏡一般運用在發現系外行星的觀測領域 而引力透鏡理論 愛因斯坦早在一百多年前就已經提出 5.黑洞 廣義相對論預言了致命天體的存在 而這個致命天體就是連光都不放過的黑洞 2019年黑洞的發現再次證實了相對論 而幾次諾貝爾物理學獎都頒發給了 研究黑洞、觀測黑洞的團隊 再次說明瞭黑洞的特殊性 黑洞代表的是時空結構的最極端情況 巨大的引力扭曲時空 時間和空間到了黑洞這裡都不好使 但真正觀測到黑洞和愛因斯坦預測黑洞的形成 足足過了100年的時間 我們之前的視頻也有專門講到 第一張黑洞照片是如何拍攝的 和黑洞是如何形成的 感興趣的小夥伴也可以看一下我們之前的視頻 6.相對論光速 一些星系中央的超大質量黑洞 會產生這樣強大的宇宙射線和接近光速的粒子 黑洞周圍的物質受到強大引力的吸引 有一部分會掉入黑洞 有一部分則被加速到接近光速 然後沿著黑洞的旋轉軸往兩端噴射 而這個噴射的光速就是傳說中的宇宙射線 之前我們講過的 中子星噴射的伽瑪視線暴也是同樣的原理 這張照片是NASA太空晚鏡拍攝到的 銀河系中心的超大質量黑洞在往兩端噴射物質 但這個照片上我們只看到了一側有噴射流 為什麼 細心的小夥伴一定猜到了 我們前面說了 這個噴射流是以接近光速往外噴射的 其中右側那股噴射流正好指向地球 而另外一股光速正在以光速遠離我們 所以我們看不見它 不過這個東西現在人類也只是一知半解 其原理和運作規律目前還只能猜測 但愛因斯坦卻在100年前就推算出了這個東西的存在 它是如何想到的 記得關注我們 之後我們會專門做宇宙射線的視頻 7.隱密窩 黑洞會使周圍的物質產生靜動現象 這裡提到了一個詞 靜動 它的意思是自轉的物體的自轉軸 又照著另外一個軸在旋轉 就好像視頻中的這個陀螺一樣 黑洞會使周圍的物質產生這個現象 本來只存在愛因斯坦的理論上 但在2016年 一個科學家團隊利用歐洲航天局和美國航天局的望遠鏡陣列 觀測到了黑洞周圍物質的靜動現象 順便說一下離我們比較近的會產生靜動現象的天體 那就是我們之前視頻說過的 萬有引力定律不適用的水星 因為水星離太陽比較近 受到的引力作用也最大 所以水星產生了靜動現象 相信老粉都已經明白了什麼是引力波 我們前面剛剛做了關於引力波的長視頻 沒看的小夥伴都還一定要看看 100多年前 愛因斯坦提出了引力波的猜想 但其實直到100年後的2016年 天文學家才利用了激光干涉儀 探測到了13億年前的兩個黑洞發出的引力波 無獨有偶 NASA在2017年宣佈 探測到兩個中子星相撞產生的光子 而就在發現這兩個光子的前1.7秒 激光干涉儀探測到這兩個中子星產生的引力波 兩者都歷經1.4億光年到達地球 而誤差就1.7秒 科學家得出結論 愛因斯坦的推論再次正確 引力波和光波都以相同的速度傳播 那就是光速 航天器在太空運行過程中 會產生時間膨脹效應 早已不是什麼新鮮事 GPS衛星在工作過程中 時間會和地面產生誤差 通常需要和地面進行校準 我們之前時空旅行的視頻 也做了詳細的講解 但愛因斯坦認為 太陽巨大的引力在影響光線的同時 還會影響無線電信號的傳輸 NASA為了驗證這個推論 在1969年的水手號 1979年維京號 2003年的卡西尼號上 都以不同的精度 重複了無線電的科學實驗 結果是 愛因斯坦又對了 10. 繞地軌道的證明 2004年 美國宇航局發射了一顆 名為重力探測臂的航天器 這個航天器主要的作用 就是為了測試相對論 在地球軌道上好不好使 雖說天體會彎曲光線 那麼空間是不是也被彎曲了 抱著這個問題 航天器就上天了 這個航天器上有四個陀螺儀 這四個陀螺儀都指向同一個方向 但是經過七年的時間 陀螺儀的方向發生了變化 這就說明瞭地球周圍的時空 也會發生變化 愛因斯坦的預言再次被證實 相對論的重要性 我想你已經有了答案 愛因斯坦的偉大 不僅僅是他貢獻的科學知識 還有為整個人類 指引的探索之路 雖然我們生存在這個世界上 還有諸多要煩惱的事情 但如果我們能從巨人的肩膀上 找尋那麼一絲絲答案 或許 我們的人生 會大有不同 我是一號 等你 探索宇宙