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什么是引力透镜，詹姆斯·韦伯太空望远镜如何利用它？_我的网站

学警狙击

一 | 来自詹姆斯·韦伯太空望远镜的第一张图片显示了SMACS 0723星系团的闪亮的星空。这张图片中发生了很多事情，但是如果凝视时间足够长，你可能会注意到，一些星系似乎“变形了”，它们的光线被拉长了。

广州日报讯（全媒体记者张喆）2022年第九届女足东亚杯今天上演最后一轮角逐，北京时间今天18时20分，东道主日本女足将与中国女足在鹿岛体育场上演冠军争夺战。然而，这并不是望远镜的人为因素--这是现实本身的扭曲，在被拍摄的空间区域内。引力与质量有着千丝万缕的联系，所以一个天体的质量越大，其引力影响就越大。

二 | 这种力量是我们能站在地球上的原因，也是让地球绕着太阳转的原因。过去7届女足东亚杯，日本女足先后4次夺冠，而中国女足最好的成绩仅是亚军。

三 | 但是它的工作方式比许多人可能意识到的还要奇怪--引力使时空的结构发生了变化。中日女足在东亚杯上7次交手，中国女足除了2003年曾逼平对手一次，其余6届遭遇六连败。

四 | 不过，在今年2月的亚洲杯半决赛上，中国女足面对日本女足上演了神奇翻盘的一幕。詹姆斯·韦伯澳大利亚数据中心的首席科学家Themiya Nanayakkara 博士告诉 New Atlas：“假设有一组彼此靠近的大质量星系；即星系团。将会发生的是，因为这里的集体质量非常大，它将在周围的空间中产生一个弯曲--当你把一个重球放在床上时，可以在床褥上观察到类似的效果。

五 | 因此，当来自背景星系的光线经过这个区域时，它所要走的路径会被弯曲。这导致背景星系的图像被拉长。”这种现象被称为引力透镜，其影响在韦伯的新图像中清晰可见。对于那场失利，日本女足希望在本届东亚杯上得到弥补。

六 | 过去两轮，日本女足先后以2比1击败韩国女足，以4比1轻取中国台北女足，目前积6分、有4个净胜球暂居榜首。中国女足积4分、2个净胜球排次席。

七 | ICRAR的天文学家Robin Cook表示：“所有的物质都会在空间产生这些扭曲，包括你和我，但是只有当真正的天文数量的物质作为透镜存在时，引力透镜的效果才会明显，例如，在新的JWST图像中看到的组合星系团。在这些图像中，我们看到来自非常遥远的星系的光线在前景星系团周围弯曲，形成了令人印象深刻和令人费解的弧线。

八 | 因为星系团并不是完美的球体，这种现象往往会产生奇怪的特征，比如同一个星系的镜像。”顾名思义，引力透镜可以放大非常遥远的天体，包括一些太过遥远的天体，否则就无法看到。此战，日本女足只要战平就能在本土夺冠，而中国女足须击败对手才能打破东亚杯“无冠”的尴尬纪录。

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过去两场比赛，中国女足表现中规中矩，“00后”球员张琳艳、汪琳琳发挥不俗，水庆霞也对备战明年世界杯的一些新鲜血液有了更充分的实战检验。这给了天文学家一个令人难以置信的窥视最遥远的空间和时间的机会。不过，前两场比赛在核心主力王霜、唐佳丽大部分时间不在场的情况下，中国女足的攻击活力和效率都受到影响。澳大利亚联邦科学与工业研究组织空间与天文学部的 Ray Norris 教授说：“这里的关键特征是，引力透镜不仅扭曲了光线，而且还放大了光线，就像一个望远镜。今天一战，王霜或许可以首发出阵。因此，如果你用JWST通过引力透镜观看遥远的宇宙，就好像你在JWST上安装了一个额外的镜头，让你看到比没有引力透镜更遥远的星系。”而詹姆斯·韦伯太空望远镜特别适合于利用这一现象。澳大利亚国立大学天文学和天体物理学研究学院院长Matthew Colless教授解释说：“使JWST特别善于利用这一现象的因素与使它擅长许多事情的因素相同：一个在红外波长下工作的大镜子。

十 | 大镜子有两个方面的帮助，因为它不仅可以收集更多的光（所以可以看到更暗的东西），而且可以产生更清晰的图像（所以可以看到更小的东西）。

十一 | 在红外波长下工作也很有帮助，因为红移效应意味着宇宙中非常遥远的天体的光线会沿着光谱从可见光移到红外线。由于天文学家在引力透镜的帮助下观察的目标是微弱的、小的和非常遥远的，JWST比在可见光波长下工作的较小的望远镜，如哈勃，有很大优势。”人们可以从詹姆斯·韦伯的空前威力中学到很多东西，结合引力透镜，它可以让天文学家研究宇宙在大爆炸后很早的时候的情况。“JWST已经在对宇宙中形成的第一代星系中的一些星系进行成像，”ARC未来研究员Cathryn Trott教授告诉 New Atlas。