因為巨大引力導致空間彎曲了很多，所以天文學家能在三個不同的地方觀察到同一顆爆炸的恒星。而且他們預測第四張圖像將會在16年后出現(xiàn)在天空中。
因為來自遙遠星系團的巨大引力導致空間彎曲如此之多，以至于來自它們的光被彎曲并從多個方向射向我們。
而正是由于這種引力透鏡效應(yīng)，哥本哈根大學的天文學家能夠在天空的三個不同地方觀察到同一顆爆炸的恒星。
并且他們預測，同一爆炸的第四張圖像將到2037年出現(xiàn)在天空中。
隨后他們把這項研究發(fā)表在了《》雜志上，這項研究不僅可以探索超新星本身，還為探索我們宇宙的膨脹提供了一個獨特的機會。
引力透鏡效應(yīng)
引力透鏡效應(yīng)是愛因斯坦的廣義相對論所預言的一種現(xiàn)象。時空在質(zhì)量大的天體附近發(fā)生扭曲，所以光線通過質(zhì)量大的天體附近時會彎曲。
如果觀察者和光源之間的直線上有大質(zhì)量的天體，觀察者就能看到光彎曲而形成的一個或多個圖像。這被稱為引力透鏡現(xiàn)象。
這種引力透鏡現(xiàn)象使空間彎曲，重物引起的空間曲率使行星不僅繞恒星旋轉(zhuǎn)，光線的軌道也彎曲。
光沿著任意兩點之間最短的距離傳播，因此光彎曲的曲率表示空間彎曲的曲率。
當然，空間彎曲意味著無數(shù)個平面彎曲，定義特定點的空間曲率的平面是通過這個點彎曲的最大平面。通常是與質(zhì)量物體的質(zhì)量中心和測量點垂直的平面。
如果把整個宇宙當成圓弧形狀的大膜，膜的一部分看起來像平面，但空間曲率仍然無處不在。
宇宙所有結(jié)構(gòu)中最重的結(jié)構(gòu)是由數(shù)百個星系組成的星系團，它們可以把來自遙遠星系的光彎曲到與實際完全不同的地方。
但事實并非如此：光可以在一個星系團周圍經(jīng)過多條路徑，這使我們有可能幸運地使用強大的望遠鏡在天空的不同位置看到兩個或多個同一星系。
而圍繞星系團的一些路線比其他路線更長，因此需要更多的時間。
相對論的另一個驚人結(jié)果是路線越慢，重力就越強；不過這會錯開光線到達我們所需的時間，從而就會錯開我們看到的不同圖像。
觀測過程
宇宙黎明中心的一組天文學家與他們的國際合作伙伴因為這種奇妙的效應(yīng)，在哈勃太空望遠鏡的紅外波長范圍內(nèi)，一起觀察了天空中不少于四個不同位置的單個星系。
通過分析哈勃的數(shù)據(jù)，研究人員注意到在2016年的一組背景星系觀測中，有三個明亮光源很明顯，而當哈勃在2019年重新訪問該區(qū)域時，這些光源消失了。
這個結(jié)論證明這三個光源是一個單一的圖像，并且它的生命被稱為超新星的巨大爆炸而告終的恒星。
超新星爆炸是某些恒星在進化接近晚期時經(jīng)歷的劇烈爆炸，在此過程中，這個爆炸會很亮，因為突然的電磁輻射往往能照亮自己所在的整個星系，直到幾周甚至幾個月后才會逐漸衰減，變得不可見。
在這個時間段里，超新星釋放的能量比太陽一生中釋放的能量總和還要多。
宇宙黎明中心的副教授加布里埃爾·布拉默解釋道“在100億年前一顆恒星爆炸了，他遠在我們自己太陽形成之前。而這個爆炸所產(chǎn)生的閃光才剛剛到達我們身邊?！?/p>
這顆綽號為“SN-Requiem”的超新星在銀河系四個“鏡像”中的三個中都可以看到。其中的每張圖片都展示了爆炸性超新星發(fā)展的不同視角。
不過在最后的兩張圖片中，它還沒有爆炸。但是，通過檢查星系在星系團內(nèi)的分布以及這些圖像是如何被彎曲空間扭曲的，可以計算出這些圖像實際上的“延遲”程度。
加布里埃爾·布拉默解釋說：“銀河系的第四張圖像出現(xiàn)大約晚了21年，這應(yīng)該能讓我們在大約2037年左右再次看到超新星爆發(fā)。”
如果我們能在 2037 年再次見證 SN-Requiem 爆炸，它不僅將證實我們對引力的理解，而且有助于解開最近幾年出現(xiàn)的另一個宇宙學之謎，也就是我們的宇宙膨脹。
宇宙膨脹
1929年，美國天文學家以“所有星云都相距遙遠，越遠越快離開”的天文觀測為依據(jù)，得出了整個宇宙正在膨脹的結(jié)論，銀河系之間的分離運動也不是因為任何排斥力，而是膨脹的一部分。
亞歷山大弗里德曼在愛因斯坦的相對論中研究了“圓頂”結(jié)構(gòu)。他發(fā)現(xiàn)時間不變的空間，即靜止的宇宙是不存在的。隨著時間的推移，空間會變大或變小。
弗里德曼區(qū)分了這兩種情況。顯然，宇宙正在膨脹，銀河系正在以一定的速度疏遠，阻止這一過程的力量來自銀河系之間的重力。
第一種情況是，當整個宇宙密度很高時，萬有引力也很大，所以星系退行的速度會持續(xù)減慢，直到星系消退停止。也就是宇宙停止膨脹了。
不過這個停止過程不會持續(xù)很長時間，宇宙會因為使宇宙變得緩慢的力量而逆轉(zhuǎn)這一過程。就像倒放電影膠卷一樣，宇宙開始一點一點地收縮。這個宇宙模型被稱為封閉模型。
而開放的模型在宇宙開始時體積為零，一旦膨脹開始，宇宙的物質(zhì)密度就不足以提供使其停止的萬有引力，因此繼續(xù)膨脹。
無論是封閉的宇宙模型還是開放的宇宙模型，隨著時間的流逝，星系的退行速度會減慢。但是，生活在膨脹宇宙中的人類無法斷定宇宙的模型是封閉的還是開放的。因為兩者都有膨脹的時期。
雖然我們知道宇宙正在膨脹，可不同的方法的問題在于，可以讓我們測量多快，即使考慮了測量的不確定性，不同的測量方法也不會產(chǎn)生相同的結(jié)果。
那我們的觀測技術(shù)是否存在缺陷呢，或者說更有趣的是，我們是否需要修改我們對基礎(chǔ)物理學和宇宙學的理解呢？
布拉默說“未來十年，地球觀測站和國際空間組織的首要任務(wù)，主要是了解宇宙的結(jié)構(gòu)。
未來計劃的研究將覆蓋大部分天空，預計將揭示數(shù)十個甚至數(shù)百個像SN Requiem這樣罕見的具有超新星引力透鏡的。
這些來源延遲的準確測量，不僅提供了宇宙膨脹的獨特而可靠的確定，甚至還可以幫助我們揭示暗物質(zhì)和暗能量的特性。
暗物質(zhì)和暗能量是占我們宇宙95%的神秘物質(zhì)，但我們現(xiàn)在卻只能看到5%。所以說引力透鏡的前景還是有希望的！
