
上图展示了一个史诗般的宇宙靶心对齐。但在我能告诉您它之前,我必须告诉您飞镖是如何投出的。观察遥远、遥远的太空最令人惊叹的方面之一是,通往那里的路径是扭曲和弯折的。太空本身可以被质量扭曲;它会被弯曲,就像道路绕过一座小山而弯曲一样。就像一辆卡车必须沿着那条路行驶并绕过小山一样,光子也必须遵循空间的弯曲。想象一个遥远的星系,距离我们数十亿光年。它向所有方向发出光。一个特定的光子恰好几乎——但并非完全——朝我们的方向发射。如果任其发展,我们永远看不到它,因为它会离地球数千或数百万光年。但在它的旅途中,它经过了另一个巨大的星系。这个星系扭曲了空间,而光子不得不这样做:它沿着空间的弯曲行进,改变了方向……而恰巧这个弯曲正好将它送往我们这里。中间的星系基本上充当了透镜,弯曲了光线。如果更远的星系正好位于透镜星系的后面,我们会看到来自那个更远星系的光扭曲成一个完美的环,一个围绕透镜的光圈。我们称之为爱因斯坦环。如果更远的星系稍微偏离中心,我们看到的是一个弧而不是一个完整的环。引力透镜弧和环遍布整个天空,它们可用于确定中间星系的质量!质量越大,来自更远星系的光就越扭曲。因此,宇宙为我们提供了一种很好的方法来称量它。令人惊讶的是,天文学家们发现了一种新型的透镜星系:双环!在一次罕见的对齐中,有两个遥远的星系位于一个中间透镜星系的后面。它们就像串在绳子上的珠子,排成一条直线,使得两个更远的星系都被较近的星系透镜化了。在这种情况下,透镜距离我们大约 30 亿光年,而另外两个则距离我们 60 亿和 110 亿光年,这是一个令人难以置信的距离。这张照片令人惊叹,但它也是一个强大的科学工具。它不仅允许我们测量透镜星系的质量,还允许我们测量附近神秘暗物质的含量。我们看不到暗物质,但它也会弯曲光线,并导致透镜效应。通过观察像这样的透镜,我们可以对宇宙中的暗物质进行采样,这是理解它的关键第一步。更好的是,这些双环不仅允许我们测量最近星系的(通常情况下的)总质量,还允许我们测量中间星系的质量,因为它扭曲了它后面星系的光(事实证明它相当轻,只有十亿倍太阳质量;我们自己的星系拥有超过 100 倍的质量,因此中间的星系被认为是矮星)。这是一个美丽的巧合;它让我们能够测量宇宙在两个点上的质量,其中一个还是免费的。事实上,加州大学圣巴巴拉分校的天文学家 Tommaso Treu 指出,如果我们能找到 50 个这样的双环,我们就能更清楚地了解不仅是暗物质的分布,还有宇宙中更神秘的暗能量的分布。这是现代天文学最大的目标之一……而我们可能会因为一个偶然的环形投掷而掌握它。













