把太阳当放大镜用？只要方法得当，100光年外的行星也能看得清

光沿直线传播，这是我们初中的时候就要学到的物理知识。在生活中，这种原理也被广泛使用。

不过，爱因斯坦告诉我们：在宇宙中，物理原理和地球上有些不同，光也是会“急转弯”的。

当然，这个说法也不是非常严谨。根据爱因斯坦的理论：光还是沿直线传播的，不过时空是可以扭曲的，因此看起来就像是光可以转弯了。就比如你在一张纸上画了一条直线，当你把纸卷起来，原本的直线看起来就像是曲线了。

那么，时空这张“纸”，在什么情况下会扭曲呢？那就是质量，而且是非常大的质量，至少是天体级别的质量才行。在这样巨大的质量下，引力的作用也会非常明显，因此也可以说是引力会导致时空的扭曲。当一束光在路过某个巨大质量的天体时，会因为那里的时空扭曲而拐弯，这在天文学上叫做“引力透镜效应”。

这个现象是非常有趣的，和走“猫步”的光线一样，脑筋会急转弯的光线同样也有很大的应用意义，那就是把天体当放大镜用。

我们知道，所谓的放大镜，也就是凸透镜，可以让比较小的物体通过光传播到镜片上，在折射后平行传播到观察者的眼睛里，实现对物体的放大。就像下面这张图，右边的物体被放大，传播给观察者。

聪明的读者已经发现：所谓的折射，不就是拐弯吗！

没错，就是这个意思，聪明！

在宇宙中，那些巨大的天体就像是一块凸透镜，可以让光线拐弯。唯一的不同是，这些天体自身可以遮挡视线，并不是透明的。因此，在以前，我们通常是利用这个原理，观测躲在那些天体后面的宇宙空间。

不过，只要是方法得当，我们不仅可以观测到隐匿的天体，还可以把这些天体身后的宇宙空间放大，真正起到放大镜的作用。

所谓近水楼台先得月，最有可能被我们借助的，那就是太阳了。我们的太阳拥有着2000亿亿亿吨的质量，虽然在宇宙天体中不算什么，但足够对光线进行干扰，让我们加以利用。因此，科学家们提出了太阳引力透镜（SGL）的设想，借助太阳来寻找系外行星、并且探测其宜居程度。

当然，任何的放大镜，想要达到良好的放大效果，也是有条件的，那就是观察者要处于放大镜的焦距附近。那么，如果把太阳当做放大镜，它的焦距在哪呢？科学家们计算了一下，结果大概是550个天文单位。1个天文单位就是地球到太阳的距离——1.5亿公里，也就是说，太阳的焦距落在了差不多825亿公里以外！

要知道，冥王星距离太阳最远也不过74亿公里。也就是说，如果想真正利用太阳作为放大镜观测宇宙，我们要在比冥王星还远10倍的地方安置探测器。

不过，远总归有远的好处。首先，在这个位置，探测器围绕太阳的公转周期将超过1万年。这样一来，它在至少一年的时间里观测的天宇都基本属于同一个位置，可以观测得更加清晰、稳定。

其次，这个焦点的位置可以达到极好的观测效果。有人做过计算，在这里观测100光年以内的天体，最高可以达到数千米级的分辨率，这样的分辨率可以清晰地看到一颗行星的表面地形，远比现在科学家们只能通过光谱或者其他方法通过计算来推测其表面状况要直观得多。

想一想，如果我们看远在数百万亿公里外的行星，还能看清它们的地形地貌，那是一件多爽的事！

据专业人士介绍，人类的观测技术已经符合SGL的需求，唯一需要解决的，就是动力问题。

尴尬的是，人类目前发射的最远的航天器旅行者1号，在1977年发射，经过了42年的飞行，目前也只飞出去211亿公里（截至2019年10月3日）。所以，人类要怎样把探测器送到这么远，也是一个重要的问题。

目前看来，比较可行的方法就是太阳帆了。太阳帆技术我们提到过，是利用太阳光的光压来推动航天器，不仅能量源源不断，而且速度极快。虽然目前的太阳帆技术还不成熟，但据推测，这种航天器飞到太阳的焦点处大概只需要30年，比旅行者1号快得多。

除此之外，核动力也是目前最可行、也比较成熟的技术。目前，NASA的相关科学家已经把申请递交给国会，但是他们对国会的审批并不持乐观态度。毕竟，这个方案成本非常高，而且仍然比较复杂，万一失败，实在是得不偿失，所以不必抱太大希望。

总之，人类探测系外行星的步伐要大胆，也要稳扎稳打。一旦动力问题得到解决，相信人类将会很快采取行动，利用太阳引力透镜的原理，寻找另一片家园和宇宙中的同伴。