【圖文】廣義相對論與宇宙

06-10

愛因斯坦：「世界上最不可思議的事情，便是這個世界是可以思議的。」

愛因斯坦的廣義相對論徹底改變了我們對引力、空間和時間的認識。

過去，科學家認為由於引力的作用，宇宙將會逐漸放慢膨脹的腳步。但是，最新的研究表明，由於「暗能量」的作用，宇宙其實正在加速膨脹。關於什麼是暗能量我們仍然一無所知。

愛因斯坦的引力理論預言了黑洞的存在，黑洞是由一個大質量恆星燃盡了自己最後的生命，發生引力坍縮而形成的。

宇宙的最終命運是什麼？是將持續永恆的膨脹還是塌縮成一點？在暗能量的發現後，答案似乎很明顯——宇宙將繼續膨脹。但是，關於宇宙最終的命運，未有定論。

位於智利托洛洛山頂的「暗物質巡天」天文台，配備了4米口徑的維克多布蘭科望遠鏡，對億萬光年遠的星系和超新星爆發進行監測以更好的理解宇宙膨脹歷史以及宇宙的未來。

「暗能量巡天」的布蘭科相機拍攝的每張照片都包含著5.7億像素，它的任務是觀測遙遠的星系。天文學家在未來的幾年內將利用觀測到的數據分析宇宙的形狀，以及宇宙形狀如何隨著時間的變化而變化。

宇宙是由三種物質組成的。我們熟悉的物質僅僅只佔了4.6%，還有24%是由一種神秘至今仍未被探測到的暗物質構成的。宇宙中包含最多的則是表現的像反引力的暗能量，佔有71.4%。

愛因斯坦廣義相對論揭示了引力其實是時空的彎曲。廣義相對論預言了引力波的存在，引力波是時空曲率的擾動以行進波的形式向外傳遞。當兩個天體互相公轉時會發出引力輻射，而互相緩慢靠近。

激光干涉引力波觀測站（LIGO）正在觀測黑洞合併、中子星、超新星爆發等產生的引力波，希望在未來我們能夠探測到引力波的信號，從而進一步驗證愛因斯坦的廣義相對論。

無論你是坐汽車還是在用手機，你都離不開全球定位系統GPS。GPS由攜帶原子鐘的24個人造衛星組成，它們分布在6個軌道平面上以近圓形軌道繞地球公轉，使得地面上沒一點的上空都有至少4個衛星。如果忽略相對論效應，GPS所給出的位置誤差可達到每天11公里的程度。