引力导致空间弯曲，同一颗新星爆炸在不同地方被发现了三次

因为巨大引力导致空间弯曲了很多，所以天文学家能在三个不同的地方观察到同一颗爆炸的恒星。而且他们预测第四张图像将会在16年后出现在天空中。

因为来自遥远星系团的巨大引力导致空间弯曲如此之多，以至于来自它们的光被弯曲并从多个方向射向我们。

而正是由于这种引力透镜效应，哥本哈根大学的天文学家能够在天空的三个不同地方观察到同一颗爆炸的恒星。

并且他们预测，同一爆炸的第四张图像将到2037年出现在天空中。

随后他们把这项研究发表在了《》杂志上，这项研究不仅可以探索超新星本身，还为探索我们宇宙的膨胀提供了一个独特的机会。

引力透镜效应

引力透镜效应是爱因斯坦的广义相对论所预言的一种现象。时空在质量大的天体附近发生扭曲，所以光线通过质量大的天体附近时会弯曲。

如果观察者和光源之间的直线上有大质量的天体，观察者就能看到光弯曲而形成的一个或多个图像。这被称为引力透镜现象。

这种引力透镜现象使空间弯曲，重物引起的空间曲率使行星不仅绕恒星旋转，光线的轨道也弯曲。

光沿着任意两点之间最短的距离传播，因此光弯曲的曲率表示空间弯曲的曲率。

当然，空间弯曲意味着无数个平面弯曲，定义特定点的空间曲率的平面是通过这个点弯曲的最大平面。通常是与质量物体的质量中心和测量点垂直的平面。

如果把整个宇宙当成圆弧形状的大膜，膜的一部分看起来像平面，但空间曲率仍然无处不在。

宇宙所有结构中最重的结构是由数百个星系组成的星系团，它们可以把来自遥远星系的光弯曲到与实际完全不同的地方。

但事实并非如此：光可以在一个星系团周围经过多条路径，这使我们有可能幸运地使用强大的望远镜在天空的不同位置看到两个或多个同一星系。

而围绕星系团的一些路线比其他路线更长，因此需要更多的时间。

相对论的另一个惊人结果是路线越慢，重力就越强；不过这会错开光线到达我们所需的时间，从而就会错开我们看到的不同图像。

观测过程

宇宙黎明中心的一组天文学家与他们的国际合作伙伴因为这种奇妙的效应，在哈勃太空望远镜的红外波长范围内，一起观察了天空中不少于四个不同位置的单个星系。

通过分析哈勃的数据，研究人员注意到在2016年的一组背景星系观测中，有三个明亮光源很明显，而当哈勃在2019年重新访问该区域时，这些光源消失了。

这个结论证明这三个光源是一个单一的图像，并且它的生命被称为超新星的巨大爆炸而告终的恒星。

超新星爆炸是某些恒星在进化接近晚期时经历的剧烈爆炸，在此过程中，这个爆炸会很亮，因为突然的电磁辐射往往能照亮自己所在的整个星系，直到几周甚至几个月后才会逐渐衰减，变得不可见。

在这个时间段里，超新星释放的能量比太阳一生中释放的能量总和还要多。

宇宙黎明中心的副教授加布里埃尔·布拉默解释道“在100亿年前一颗恒星爆炸了，他远在我们自己太阳形成之前。而这个爆炸所产生的闪光才刚刚到达我们身边。”

这颗绰号为“SN-Requiem”的超新星在银河系四个“镜像”中的三个中都可以看到。其中的每张图片都展示了爆炸性超新星发展的不同视角。

不过在最后的两张图片中，它还没有爆炸。但是，通过检查星系在星系团内的分布以及这些图像是如何被弯曲空间扭曲的，可以计算出这些图像实际上的“延迟”程度。

加布里埃尔·布拉默解释说：“银河系的第四张图像出现大约晚了21年，这应该能让我们在大约2037年左右再次看到超新星爆发。”

如果我们能在 2037 年再次见证 SN-Requiem 爆炸，它不仅将证实我们对引力的理解，而且有助于解开最近几年出现的另一个宇宙学之谜，也就是我们的宇宙膨胀。

宇宙膨胀

1929年，美国天文学家以“所有星云都相距遥远，越远越快离开”的天文观测为依据，得出了整个宇宙正在膨胀的结论，银河系之间的分离运动也不是因为任何排斥力，而是膨胀的一部分。

亚历山大弗里德曼在爱因斯坦的相对论中研究了“圆顶”结构。他发现时间不变的空间，即静止的宇宙是不存在的。随着时间的推移，空间会变大或变小。

弗里德曼区分了这两种情况。显然，宇宙正在膨胀，银河系正在以一定的速度疏远，阻止这一过程的力量来自银河系之间的重力。

第一种情况是，当整个宇宙密度很高时，万有引力也很大，所以星系退行的速度会持续减慢，直到星系消退停止。也就是宇宙停止膨胀了。

不过这个停止过程不会持续很长时间，宇宙会因为使宇宙变得缓慢的力量而逆转这一过程。就像倒放电影胶卷一样，宇宙开始一点一点地收缩。这个宇宙模型被称为封闭模型。

而开放的模型在宇宙开始时体积为零，一旦膨胀开始，宇宙的物质密度就不足以提供使其停止的万有引力，因此继续膨胀。

无论是封闭的宇宙模型还是开放的宇宙模型，随着时间的流逝，星系的退行速度会减慢。但是，生活在膨胀宇宙中的人类无法断定宇宙的模型是封闭的还是开放的。因为两者都有膨胀的时期。

虽然我们知道宇宙正在膨胀，可不同的方法的问题在于，可以让我们测量多快，即使考虑了测量的不确定性，不同的测量方法也不会产生相同的结果。

那我们的观测技术是否存在缺陷呢，或者说更有趣的是，我们是否需要修改我们对基础物理学和宇宙学的理解呢？

布拉默说“未来十年，地球观测站和国际空间组织的首要任务，主要是了解宇宙的结构。

未来计划的研究将覆盖大部分天空，预计将揭示数十个甚至数百个像SN Requiem这样罕见的具有超新星引力透镜的。

这些来源延迟的准确测量，不仅提供了宇宙膨胀的独特而可靠的确定，甚至还可以帮助我们揭示暗物质和暗能量的特性。

暗物质和暗能量是占我们宇宙95%的神秘物质，但我们现在却只能看到5%。所以说引力透镜的前景还是有希望的！