引力的彩虹——引力透镜的故事

这是哈勃望远镜拍摄的一幅令人惊叹的照片(图1)。几个巨大的球状椭圆星系坐落在距离地球10亿光年以外的致密富星系团Abell 2218中央,周围是一些明亮的盘状(大多为旋涡)星系。以这个星系团为中心分布着120段纤细的光弧,排列得好象掷镖板上的靶环。这是宇宙中最奇妙的幻影之一。大质量星系团的作用象一个巨型透镜,它的巨大引力场使穿过其中的光线偏转,并使背后遥远的天体大大增强。暗弱的蓝色光弧实际上是比这个星系团远5至10倍的遥远星系的扭曲了的鬼像。起初,人们只把这类事例当作一种宇宙奇观,但过去10年中,引力透镜已发展为人们研究宇宙中暗物质含量,测定哈勃常数(从而决定宇宙大小和年龄),探索星系形成和演化历史等重大科学问题的有力工具。