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令人困惑的引力透镜现象,是否存在其它未知因数?

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令人困惑的引力透镜现象,是否存在其它未知因数?
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首发原创——维度开拓者

令人困惑的引力透镜现象,是否存在其它未知因数?

图一、爱因斯坦环

在科学家天文观察中发现的透镜现象(图一)普遍被主流科学家认为都是引力透镜现象所为,科学依据是爱因斯坦广义相对论——空间弯曲

令人困惑的引力透镜现象,是否存在其它未知因数?

图2,、引力场方程

爱因斯坦的广义相对论认为,能量和动量的分布会造成空间弯曲。在狭义相对论中能量E^2=(mc^2)^2+(pc)^2,能量包含质量和动量。所以能量和动量的分布说白了就是质量的分布。由于弯曲的空间具有力的性质,所以才有牛顿所指的引力,这是引力的本质。

从1915年爱因斯坦发表广义相对论以来,对广义相对论验证的第一条就是爱因斯坦自己预测的恒星光线经过太阳表面将发生偏转现象见图3。,后经多次实验观察证实了广义相对论计算结果,从此爱因斯坦的广义相对论被科学界广泛接受。

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图3、弱引力透镜

根据爱因斯坦的广义相对论,引力透镜现象可以归为二类,一是弱引力透镜现象,二是强引力透镜现象。

所谓弱引力透镜现象就是,前面提到的恒星光线偏转现象,和光线增强效果等。

强引力透镜现象就是爱因斯坦环等,见图一。到哈勃空间望远镜发射后,天文科学界观察到的引力透镜现实已经是司空见惯了。

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图四、光线增强现象原理

图四所示,当前景的天体是个半径非常小、质量非常大的天体,如白矮星,由于空间弯曲作用,背景恒星发出的原本不会到达地球方向的光线被弯曲转向地球方向,看上去背景的恒星更亮了,这个解释没什么问题。

当被大型星系阻挡,又会发生什么现象呢?下面是哈勃望远镜真实观察到的图片,如图五所示。图五的右侧图像根据光谱分析,A、B、C、D四个亮点都属于一个背景星。

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图五

上述这些观察到的现象都被认为是大天体质量造成空间弯曲作用的强引力透镜现象。对于图五的多星强引力透镜现象的原理解释见图七所示。

图五这种多星引力透镜现象十分令人困惑,从图上A、B、C、D四个图像看,竟然没有严重变形和拉伸,焦点清晰。按照引力透镜效应解释,应该形成爱因斯坦环才对,不大可能出现这种多焦点并且清晰的图像。似乎是介质透镜才有可能形成多焦点,引力透镜由于越靠近中心光线折射角越大,所以很难形成清晰的焦点,除非是有看不见的天体存在或巧合,但是这种现象在哈勃望远镜观察的照片中非常多,这就令人匪夷所思了。

西方哲学家笛卡尔认为,我们人类应该理性来进行哲学思考。他相信,理性比感官的感受更可靠。他举出了一个例子:在我们做梦时,我们以为自己身在一个真实的世界中,然而其实这只是一种幻觉而已。所以笛卡尔哲学观点是:

1、绝不承认任何事物为真,对于我完全不怀疑的事物才视为真理;

2、必须将每个问题分成若干个简单的部分来处理;

3、思想必须从简单到复杂;

4、我们应该时常进行彻底的检查,确保没有遗漏任何东西。

因此,根据哲学家笛卡尔观点,我们有理由怀疑自己认为有怀疑的东西,包括爱因斯坦的广义相对论。爱因斯坦也是在怀疑牛顿的万有引力基础上创立了相对论。

根据爱因斯坦的广义相对论,离天体质量中心越近引力场越强,空间弯曲的曲率也越大,因此我们可以确定,单一的大质量天体形成的引力透镜是没有固定焦点的,而是一条焦线,如果用现实的介质透镜来模拟,相当于短焦凸透镜和长焦凸距透镜的连续挖空一个套一个叠加的透镜,见图六所示。

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图六、引力透镜与介质透镜的区别

我们知道理想的介质(凸)透镜只有一个焦点,一束平行光透过透镜,介质(凸)透镜离开中心越远的光线折射角越大,离中心越近的越小。

而引力透镜与介质透镜光线的折射角相反,离开质量中心越远折射角越小,越近越大。

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图7,、多星原理图

但图七的多星原理图仔细研究是有问题的,A、D图像的折射角明显大于C、D图像的折射角,图像焦点又如此清晰,这就与引力透镜原理不符合了,所以这很可能是弥漫在星系外围的星云介质折射引起的。

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图八 多星现象

再来看图八,这也是另一个哈勃太空望远镜观察到的多星图片,中心不是大星系也出现这种图像。这里没有什么星云介质又如何解释呢?

其实,爱因斯坦广义相对论发表后对自己的广义相对论有过很多评论,认为空间存在“以太”,但这些话没有引起科学界重视。下面是他的原话:

“我们可以说,根据广义相对论,空间具有物理特性; 因此,在这个意义上,存在一个以太。根据广义相对论,没有以太的空间是不可想象的; 因为在这样的空间中,不仅没有光的传播,而且也不存在空间和时间标准(测量杆和时钟)的存在,也不存在物理意义上的任何时空间隔。但是,这种以太可能不被认为具有可测量媒体的质量特征,因为可以通过时间跟踪的部分组成。动作的想法可能不适用于它。”

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举一个鱼缸里金鱼的例子,金鱼生活在一个以水为介质的世界里,金鱼看世界一样和我们不一样,它看到的世界是弯曲的,它们如果有金鱼科学家会认为人类空间的扭曲是质量分布引起的,因为它们对水习以为常,所以察觉不到水介质的存在,是自己生活的水介质折射原因造成的。那么我们人类是否像金鱼一样生活在一个“以太”的世界里呢?

我们人类因为技术原因多次检验没有发现所谓的“以太”,就认为宇宙空间没有所谓的“以太”介质。人类文明科学历史很短,宇宙有几百光年这么大,人类才刚刚走出地球,宇宙中未知的东西肯定有许多。除了“以太”介质,比如暗物质、暗能量也是一种可能,暗物质有引力作用,它有没有可能对光的路径发生作用能?“以太”与所谓的暗物质、暗能量是不是同一种东西呢?

如果是这样,爱因斯坦对引力透镜和“以太”的态度就很容易理解了,当时天文科学家就观察到爱因斯坦环现象,爱因斯坦对此并不上心、也没写论文发表意见,后来有科学家看不下去催促之下才他勉强写了一篇关于引力透镜的文章。

如果引力透镜现象是爱因斯坦所说的“以太”介质所为,这就容易被我们接受和理解了。总之,这些未解之谜有待人类去进一步探索和破解。

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