隨著人類社會的發(fā)展進步，我們對自然界的客觀規(guī)律和真理有了更深刻的認識，更能理解現(xiàn)代物理學提出的各種現(xiàn)象。尤其是在天文研究的過程中，人類已經(jīng)能夠借助現(xiàn)代天文望遠鏡的幫助，逐步驗證各種猜想。

就像是在十七世紀初，伽利略通過自己自制的天文望遠鏡首次發(fā)現(xiàn)了木星衛(wèi)星的存在，并由此推翻了天文學的“地心說”同觀點。到了現(xiàn)代社會，再看前人的猜想，很多科學家其實已經(jīng)做好了改正錯誤的準備。但誰也想不到，愛因斯坦幾十年前就猜到的那個愛因斯坦十字架竟然真的存在。

愛因斯坦十字架

很多人可能對愛因斯坦十字架不是很了解，甚至從來沒有聽說過它是什么。其實這個天文現(xiàn)象是天文學中“引力透鏡效應”的有效例子之一。類似于愛因斯坦圓環(huán)和“宇宙笑臉”等，都是通過不同“鏡頭”展現(xiàn)的特殊空間現(xiàn)象天體。

了解了這個現(xiàn)象，我們就可以討論它的物理意義具體體現(xiàn)在哪里了。愛因斯坦十字架在1979年3月人類歷史上首次被觀測到。當時英國和美國的天文學家齊聚一堂觀測

Q0957+561A和Q0957+561B這兩個天體，并且通過對這兩個天體的觀測，我們可以看到愛因斯坦十字現(xiàn)象。

可是這個時候，別說是愛因斯坦提出的理論已經(jīng)有六十多年了，就連愛因斯坦本人也已經(jīng)去世20多年了。要知道愛因斯坦在世的時候，是沒有機會去太空的，更沒有機會觀察太空。僅靠自己在地球上的學習和研究，就能判斷出宇宙的一些基本規(guī)律，這對99%以上的科學家來說是不可能的。

這幾年，瑪雅文化鬧得沸沸揚揚，關于2012年的世界末日的預言更是層出不窮。最后還出來什么地方怎么滅的理論，簡直讓人啼笑皆非。

但是如果有一天，突然有人告訴你這是真的，而且真的發(fā)生了，你會怎么想？英國和美國的科學家們在第一次看到愛因斯坦十字架的時候，他們內(nèi)心的想法可能就是這種

親身感受到預言成功的感覺。

另外，愛因斯坦十字架的出現(xiàn)有力地證明了引力透鏡效應的真實性，這也說明

廣義相對論比引力更適合在太空中使用。如果可以利用引力透鏡成像觀察其他天體、行星或超新星的變化，那么人類自然就能感知到更多宇宙的奧秘。

這個有點類似于我們學過的“小孔成像”的原理。針孔成像主要是通過小孔，而引力透鏡效應是

通過恒星或星系的引力使光線發(fā)生扭曲然后再次傳輸。

另外，兩者的參照系也不一樣。在愛因斯坦的廣義相對論中，所有的參照系似乎都在另一個層面上。如果用地球固有的思維去理解愛因斯坦想表達的意思，自然是無法實現(xiàn)的。而這也不得不由衷佩服愛因斯坦。雖然他和普通人一樣生活在地球上，但是思維水平是普通人無法企及的。

廣義相對論

科學家在距地球50億光年外拍到了愛因斯坦十字，那么我們應該如何理解這種現(xiàn)象呢？或者說，愛因斯坦十字架背后的引力透鏡效應將如何幫助人類社會？這一切都始于廣義相對論。

在廣義相對論之前，萬有引力一直是用來解決地球和外層空間所有天體和天體現(xiàn)象的重要定律。但隨著時間的推移，人們發(fā)現(xiàn)萬有引力并不能完美解釋所有相關現(xiàn)象。于是乎，發(fā)現(xiàn)和驗證新的相關說法就成了所有科學家最重要的事情。

廣義相對論剛提出時，別說普通人，很多科學家都接受不了。尤其是對于那些斷定物理學的發(fā)展即將走到盡頭的科學家來說，廣義相對論就像是讓他們重新認識世界。雖然不會推翻之前的所有規(guī)律，但頑固狂妄的思維模式終于被打破了。

那么我們普通人應該怎么理解廣義相對論呢？其實答案很簡單，就是擴大坐標系和參考系，開闊思路。在傳統(tǒng)物理學中，當我們要研究某一物理量單位時，總是以同一物理量單位的另一個量作為參考。但是，在研究天體規(guī)律和廣義相對論時，顯然不能這樣判斷。

舉個簡單的例子，我們在研究地球運動的變化時，不能只從地球本身的變化入手，而是應該把加入月球、太陽甚至太陽系整個學習。只有這樣，才能更好地理解天體的變化規(guī)律和地球運動的變化圖像。

理解廣義相對論也是如此。在廣義相對論中，提到大質(zhì)量天體會使周圍的時空發(fā)生彎曲。我們之所以能看到光，正是因為光完全是從頭頂射向我們的。不僅是光，其他所有物質(zhì)都會受到扭曲的影響，進入天體的“影響范圍”。對于黑洞這樣的特殊天體，最重要的原因是的扭曲率太強，以至于光線無法從逃逸。

為了更好的理解這一點，我們可以把乒乓球網(wǎng)掛在空中，這樣網(wǎng)就不會被拉長，也不會掉網(wǎng)。這時候，當我們把乒乓球和棒球放入球網(wǎng)時，我們會發(fā)現(xiàn)，球網(wǎng)不可避免地會彎曲，而且兩者的彎曲程度是不同的。雖然在地球上，這樣的現(xiàn)象純粹是由于重力的影響。但在空間中，這種狀態(tài)其實類似于真實的

時空表征。

值得一提的是，人們之所以對引力做出錯誤的判斷，主要是因為引力所表現(xiàn)出來的現(xiàn)象與這種時空現(xiàn)象太相似了。如果不是某些天體的錯誤，愛因斯坦或許不會想到扭曲時空的概念，更不會提出人類物理學里程碑式的廣義相對論。

引力透鏡效應

了解了廣義相對論后，引力透鏡相關的問題自然就很容易理解了。事實上，在愛因斯坦提出廣義相對論時，就對引力透鏡效應以及一系列可能的現(xiàn)象進行了推測。只是當時愛因斯坦認為，星體的引力場太小，對光的影響太小，不會出現(xiàn)類似透鏡的現(xiàn)象，所以沒有。t深入研究。

直到1937年，美國天文學家茲維基提出，既然恒星不能充當透鏡物體，那么星系的引力是絕對充足的。在這樣的情況下，只要人類作為觀察者，作為透鏡天體的星系與發(fā)光天體處于同一角度，自然可以觀察到引力透鏡現(xiàn)象。

像這次哈勃望遠鏡觀測到的愛因斯坦十字，以某一個星系為透鏡對象。它的影像距離地球五十億光年，也就是說透鏡星系距離我們五十億光年，而實際的發(fā)光天體距離地球大約九十億光年。

之所以會出現(xiàn)這個特殊的十字，是因為在透鏡星系的兩側都有一顆亮星，屬于同一個類星體。當光線穿過透鏡星系時，兩個對稱的雙像會自然形成，這就是愛因斯坦十字。

這一現(xiàn)象可能很多人難以理解，但只要把透鏡狀星系看成一面鏡子，人類和發(fā)光星系就被看成是鏡面兩邊的“粒子”透鏡星系很好。如果在地球上實驗這種現(xiàn)象，那么我們也可以通過光源、鏡頭、人類的觀察接受來判斷這一切。在太空中，哈勃望遠鏡是我們?nèi)祟惖摹把劬Α?，接收到“現(xiàn)象”后，將信息傳遞給人類。

宇宙奧秘

廣義相對論提出后，人類對宇宙有了新的認識，時空概念涵蓋了相關引力定律。從某種意義上說，重力根本就不是一種力，而是一種表象。只是基于人類目前對宇宙的認知，萬有引力定律更容易幫助人類更好地認識宇宙。

在浩瀚的宇宙中，無論是愛因斯坦的十字架、愛因斯坦圓環(huán)還是“宇宙笑臉”，其實都是一些特殊的現(xiàn)象。通過對宇宙更深入的了解，我們了解了為什么會形成這些現(xiàn)象。而面對很多還不明朗的事情，我們只需要繼續(xù)努力發(fā)展科研就可以了。

其實今天人類認識宇宙的過程其實和幾千年前人類認識地球的奧秘是一樣的。尤其是在遠古時期，人類的祖先就懂得用火來幫助驅趕野獸，但那火焰是如何產(chǎn)生的，卻無人能明了。

幸好，隨著時間的流逝，時代的變遷，人們逐漸從表象、性質(zhì)到原理，對一切不為人知的事物進行分析和理解。就像前人無法理解的火焰在燃燒，現(xiàn)在已經(jīng)成為常識，這就是人類的進步。

宇宙都是一樣的。當我們研究愛因斯坦十字和類似的天文科學現(xiàn)象時，我們或許也能從表象、本質(zhì)和原理上更好地認識宇宙。如果地球是一個低層的生命家園，那么在未來的某一天，我們一定能夠進入更高層的生命家園。到那時，所有現(xiàn)在困擾我們的現(xiàn)象也將迎刃而解。結論

在未來的空間科學研究中，科學家們推測主要有以下三個研究方向，分別是猜想、類比和推理。猜測可能出現(xiàn)的宇宙現(xiàn)象，比較宇宙空間與地球空間的區(qū)別，推斷宇宙未來的發(fā)展變化。只要這三個方向合理、穩(wěn)定地進行，那么宇宙的奧秘就一定會呈現(xiàn)在人類的面前。

牛頓曾經(jīng)說過：“如果我說我看得很遠，那是因為我站在巨人的肩膀上”。在現(xiàn)代科學研究中，無論是牛頓的萬有引力還是愛因斯坦的相對論，都在為我們的前進鋪路。愛因斯坦的十字架是前人的猜測，現(xiàn)在能證明它真的存在，說明理論研究的方向是正確的。

只要人類沿著科學家的道路不斷追尋，更多無法理解的科學之謎將不再是謎。在現(xiàn)代天文學中，相對論也對一些特殊天體一頭霧水，也許在之后更深刻清晰的規(guī)律或推論出現(xiàn)，特殊天體就沒有了再特別一點。