日本科学家绘制3D宇宙图验证爱因斯坦相对论

　　据日本国立天文台昴星团望远镜官方网站报道，一个由日本京都大学，东京大学和英国牛津大学的天文学家组成的国际研究小组近日发布了首份由 FastSound项目给出的宇宙3D图像。FastSound项目旨在对距离地球90亿光年范围内的星系进行详细巡天观测并绘制地图。借助日本国立天文台“昴星团望远镜”加装的“光纤多天体光谱仪”(FMOS)设备，研究组本次发布的3D地图中包括了大约1100个星系并展示了早期宇宙的大尺度结构。

　　FastSound项目是昴星团望远镜下的战略性研究项目之一，于2012年3月份开始进行观测工作并将一直持续工作至2014年春季。尽管对宇宙一定范围内的星系进行巡天绘制此前便已经有人做过，比如美国的斯隆数字巡天便已经绘制了我们周围大约50亿光年范围内星系的分布图。然而FastSound项目仍然有其自身的独到之处——它将首次绘制遥远宇宙的三维结构图，范围涵盖接近100亿光年内的空间和时间区域。昴星团望远镜的FMOS设备让研究工作如虎添翼，得以迅速覆盖大面积的天区。这是一套大天区快速光谱采集设备，其可以一次采集100个天体的近红外波段光谱，当将昴星团望远镜8.2米的巨大口径与这种光谱采集能力相结合，使得研究工作得以顺利进行下去。

　　此次公布的包含1100个星系的3D地图展示了宇宙年龄仅为90亿年时的宇宙大尺度结构，张角直径超过6亿光年，而径向距离则覆盖超过20亿光年。最终研究组获得的数据将会覆盖天空中30平方度的天区范围并对大约100亿光年范围内超过5000个星系进行精密的距离测定。尽管在极早期宇宙中星系的聚集程度不如现代的宇宙，但在引力作用下这些星系最终将会逐渐聚集形成巨大的星系团结构。

　　最终版本的宇宙3D地图将成为这一研究项目的最后科学成果：精确的测定星系的运动速度，并考察在爱因斯坦广义相对论作用下星系在宇宙中大尺度结构出现和演化的速度。尽管科学家们已经了解到宇宙正在加速膨胀，他们并不清楚其中的原因，这也已经成为当今物理学界和天文学界悬而未决的头号谜题之一。

　　目前的观点是认为一种被称作“暗能量”的神秘物质填充了几乎整个宇宙，占据了整个宇宙组成的七成，正是它导致了宇宙的加速膨胀。或者，在整个宇宙尺度上的引力理论可能和爱因斯坦的广义相对论是不同的，后者目前是我们描述引力和时空体系的最主要理论依据。如果将早期宇宙的大尺度结构与爱因斯坦广义相对论给出的理论结果进行比对，或许将有助于科学家们最终找出导致宇宙加速膨胀的“背后元凶”。

　　奇特双星系统再证爱因斯坦相对论

　　多伦多大学天文学教授Marten van Kerkwijk是一个国际研究团队的成员，他说道：“独特的双子星系统本身就是非常有趣的，但是我们发现它也是测试我们最基本的物理学理论—广义相对论极限的一所独特实验室。”

　　多伦多大学的一份声明中说道，由于每颗恒星的独特特性和它们彼此之间非常接近，因此双子星系统的研究是非常独特的。其中一颗是微小但却非常重的中子星，它是迄今为止确定的最重中子星之一，它的引力超过地球引力3千亿倍。一颗相当轻量级的矮星围绕这颗中子星运转，每两个半小时就能够运转一圈，轨道周期非常的短。

　　天文学家声称，对双子星系统的观测已经探测到轨道周期的显著变化。考虑到脉冲星和白矮星的质量，这就与爱因斯坦的理论预测完全相符。在这种情况下，双子星系统就会缓慢的流失能量，双子星会更加接近而且轨道周期会像爱因斯坦预测的一样缩短。van Kerkwijk说道：“虽然爱因斯坦的理论并不完整，但是极端双子星系统的研究进一步证实它是对大自然的一种良好描述。”

　　相对论助科学家发现“爱因斯坦行星”

　　近日科学家称阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein )最奇怪的想法之一导致了一颗新行星的发现，后者质量大约是木星的两倍重，环绕着一颗距离地球2000光年的恒星运转。“这是首次将爱因斯坦的相对论用于发现一颗行星，” 以色列特拉维夫大学的特维·马什(Tsevi Mazeh)这样说道。这项发现利用了束流效应，这一效应是指，当行星靠近地球时母星会变亮，当行星远离地球时则变暗。

　　这种运动产生的时空弯曲逼迫光粒子形成更狭窄更集中的光束，因此看起来比真实情况更明亮。这颗新发现的行星昵称“爱因斯坦行星”，正式名为开普勒 -76b，它以1.5天的周期公转。它位于距离地球2000光年的天鹅座。这颗行星潮汐锁定了恒星，因此总是显示同一面朝恒星，就像月球潮汐锁定地球一样。

　　因此，爱因斯坦行星的温度大约有3600华氏度。研究人员发现强烈的证据表明该行星拥有异常迅速的喷射流风，周围携带有大量热量。这是首次光学观测显示外来喷射流风的证据。

　　早在2003年，美国哈佛大学的艾维·劳埃伯(Avi Loeb)教授和现就职于美国俄亥俄州立大学的斯科特·高第(Scott Gaudi) 教授就预测了通过束流效应检测行星的可能性。在那时候，这个想法受到了质疑。参与这项发现的哈佛大学天文学家大卫·拉塞姆(David Latham)最初对这种方法是否可行也曾表示怀疑。

　　“我认为这很可笑，” 拉塞姆说道。“我以为这种效应非常小，我们几乎无法监测到它。”这项技术需要测量细小至百万分之几的亮度变化，这在十年前几乎是无法达到的。

　　但是自2009年美国宇航局开普勒太空飞船进入轨道后，研究人员获得了将这项理论付诸实践的极端细节观测。

　　除了束流效应，研究小组还在寻找恒星被环绕行星拉伸成橄榄球形状的迹象。这颗恒星从侧面观测显得更明亮，这主要是因为更多可见区域的缘故，但从端点处观测则更昏暗。第三个小效应是由行星自我反射恒星光所致。

　　“我们寻找这个难以捉摸的效应长达2年，最终发现了一颗行星。早在十多年前劳埃伯和高第竟然预测了这一发生，真是不可思议。”