遙遠(yuǎn)的星系團(tuán)與愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論

照片中的文字為：

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• 左上角：星系團(tuán) SDSS J1531+3414

• 右下角：哈勃經(jīng)典圖片

• 底線：NASA與ESA(歐洲空間站)，哈勃空間望遠(yuǎn)鏡，WTCJ/UVIS, STScl-PRC14-26b

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圖像提供者：NASA, ESA(歐洲空間局), 及G.特倫布萊（ESA）

一個(gè)世紀(jì)以前，愛(ài)因斯坦提出了萬(wàn)有引力的全新理論：廣義相對(duì)論。1919年太陽(yáng)的日食終于證明了太陽(yáng)的這一巨大引力引發(fā)其周邊的光發(fā)生偏折。

圖2

左側(cè)：

天空中所有的光都是彎曲的

科學(xué)界的大佬們差不多都對(duì)日全食觀測(cè)到的結(jié)果感到興奮！

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愛(ài)因斯坦的理論不愧為杰出的成就！

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星體的位置并不位于我們看到或計(jì)算出的位置，

但這不需要任何人擔(dān)憂！

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一本為了12位聰明人士所著的書(shū)

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當(dāng)那些有勇氣的出版商接受愛(ài)因斯坦的這本書(shū)時(shí)，愛(ài)因斯坦說(shuō)“全世界不會(huì)有人能理解這些！”

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• Distance from the Earth to the Stella Background is more than 93,000,000,000,000 miles地球到恒星背景的距離遠(yuǎn)于93,000,000,000,000英里

• This diagram shows the proportional displacement of the stars in relation to the distance from the sun. The amount of displacement is exaggerated about 600 times. 這個(gè)圖示意了那些恒星按比例與太陽(yáng)距離的位移（偏差）

• 距離地球93,000,000英里

• Showing path of total eclipse of May 28-29， 1919, and positions of the two observation stations顯示1919年5月28-29日期間日全食的軌跡，及兩個(gè)觀測(cè)站

圖片提供者：《紐約時(shí)報(bào)》， 1919年11月10日（左）；《倫敦新聞畫(huà)報(bào)》1919年11月22日（右）

這個(gè)理論提出的很長(zhǎng)一段時(shí)間后，引力透鏡現(xiàn)象才被證實(shí)：遙遠(yuǎn)星系團(tuán)的作用就像一個(gè)透鏡，可以放大并扭曲其背后的背景星系。

斯隆數(shù)字化巡天（SDSS）項(xiàng)目發(fā)現(xiàn)一個(gè)超大質(zhì)量的星系團(tuán)，在2014年被哈勃空間望遠(yuǎn)鏡捕獲到的一張照片，揭開(kāi)了壯觀的、藍(lán)光多圖像疊加的扭曲、以及恒星正在形成的背景星系。

圖3

圖片提供者：NASA，ESA，及G.特倫布萊（ESA）

具有相近結(jié)構(gòu)的圖片疊加，它們的彎曲與相近色都指向了引力透鏡。

圖4

照片提供者：NASA，ESA，及G.特倫布萊（ESA）

但是對(duì)數(shù)據(jù)的仔細(xì)分析卻顯示外弧其實(shí)是聚焦后的背景星系。

圖5

右上角：E-東；N-北

圖一：強(qiáng)透鏡星系SDSS J1531+3414 的彩色合成照片，拍攝參數(shù)：HST（哈勃太空望遠(yuǎn)鏡）/WFC3（第三代廣域照相機(jī)） F160W（紅）、F606W（綠）、F390W（藍(lán)）。最佳適配鏡頭模型的關(guān)鍵曲線在照片中予以標(biāo)示：紅色對(duì)應(yīng)z=1.096，橙黃色對(duì)應(yīng)z=2.01。照片上的多鏡星系以橢圓形狀標(biāo)出，其ID值及相應(yīng)紅移值也在照片上標(biāo)出。我們將這些過(guò)去受到符號(hào)約束的星系在照片上標(biāo)示出其特性，以指導(dǎo)視覺(jué)捕獲相關(guān)匹配特性。在這張照片上，我們也對(duì)這些星系團(tuán)背景的其他物體做了一些標(biāo)示，參見(jiàn)拜里斯等人于2011年發(fā)布其測(cè)量的光譜紅移數(shù)據(jù)。星系紅移數(shù)據(jù)為：z=0.335, 1” 相當(dāng)于4.64 kpc 。

星系團(tuán)中心的兩個(gè)巨橢圓星系相互由最亮藍(lán)光連接，次藍(lán)光來(lái)自星系合并及其周邊的環(huán)繞氣體。

圖6

圖片提供者：NASA, ESA(歐洲空間局), 及G.特倫布萊（ESA）

我們所關(guān)注的是前景團(tuán)得多個(gè)恒星及多個(gè)星系的結(jié)合，有些能達(dá)到約銀河系質(zhì)量的4,000倍，這是恒星形成的瞬變脈沖，只有若干個(gè)個(gè)背景物體。

盡管我們有完美的直覺(jué)，對(duì)于這些精美數(shù)據(jù)還是不知如何解釋?zhuān)?/p>

圖7

照片提供者：NASA，ESA，及G.特倫布萊（ESA）

星系團(tuán)是由幾百到上千個(gè)受到萬(wàn)有引力約束的星系組成的一個(gè)結(jié)構(gòu)，它們具有超大體量，質(zhì)量范圍是10-10個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量。直到1980年代發(fā)現(xiàn)了超極星系團(tuán)，我們才認(rèn)識(shí)到它們是宇宙中所認(rèn)知的最大的受萬(wàn)有引力約束的結(jié)構(gòu)，而過(guò)去它們一直被認(rèn)為是宇宙中最大的結(jié)構(gòu)。這些星系團(tuán)的關(guān)鍵特性之一就是星系團(tuán)內(nèi)介質(zhì)ICM。ICM由星系間的熱氣體組成，具有2-15keV范圍的最高溫度，這一最高溫度與星系團(tuán)的總質(zhì)量有關(guān)。不要把星系團(tuán)與名稱(chēng)類(lèi)似的星團(tuán)、如：疏散星團(tuán)等混淆；這些星團(tuán)只是星系中恒星的結(jié)構(gòu)，或者是球狀星團(tuán)，往往圍繞著星系運(yùn)轉(zhuǎn)。若干星系的小范圍聚集被稱(chēng)為星系群，而不是星系團(tuán)。星系群與星系團(tuán)可以結(jié)合在一起、而形成超級(jí)星系團(tuán)。

宇宙中相對(duì)我們比較近的明顯星系團(tuán)有：室女座星系團(tuán)，天爐座星系團(tuán)，武仙座星系團(tuán)以及后發(fā)座星系團(tuán)。一個(gè)被稱(chēng)作“巨大吸引子“的巨大聚集星系團(tuán)，受到矩尺座星系團(tuán)的控制，它的質(zhì)量大到足以影響周邊宇宙的局部擴(kuò)張。在遙遠(yuǎn)的高紅移宇宙中，明顯的星系團(tuán)有：SPT-CL J0546-5354 以及 SPT-CL J2106-5844，這是早期宇宙中發(fā)現(xiàn)的最大星系團(tuán)。前幾十年，人類(lèi)發(fā)現(xiàn)這些星系團(tuán)也是粒子加速的相關(guān)場(chǎng)所，這是通過(guò)觀察非熱彌漫性電磁輻射（如無(wú)線電光暈與無(wú)線電殘留）時(shí)發(fā)現(xiàn)的一種特性。利用錢(qián)德拉X射線天文臺(tái)（CXO）的設(shè)施，如冷鋒及沖擊波的結(jié)構(gòu)在許多星系團(tuán)中都能夠找到。

BY: forbes

FY: hongbo_0309

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