如此先进的新世界观,必然要求一种同样先进的新观察方法。爱因斯坦的广义相对论,给我们带来了一种对宇宙的颠覆性理解,而这种理解正在指引科学家们将空间本身做成望远镜。这种构想一旦成功,这些由万有引力打造的宇宙望远镜,其能力将远远超过我们能在地球上建造的任何设备。

根据爱因斯坦的理论,空间和时间能被任何形式的质量扭曲。每一个行星、恒星和星系都会在空间中产生一个凹陷——物体的质量越大,凹陷越大。因此,无论暗物质是什么,也无论它在哪里聚集,都会使周围的空间变形。当光穿过这些由大质量物体所产生的凹陷时,自然而然地就会改变方向,其结果和在空间放置一个巨大的透镜是一样的。单从引起光线弯曲和偏转的效果来看,这种由空间结构变化所产生的引力透镜,和传统的由玻璃或塑料制成的光学透镜没什么两样。

尽管这是一个很抽象的理论,但在现实中,这一理论可能会成就一项非常实际的应用,并由此衍生出当代宇宙探索者手中最强大的工具。就像我们能通过理解量子力学,创造出一项革新性的影像技术——核磁共振成像(MRI)。通过该技术医生可以直接观察人体的内部结构,而这在一百年前根本是无法想象的。广义相对论同样给予了天体物理学家一种观测宇宙的新方法。爱因斯坦理论将我们的视线推广到了一个新极限,并首次为我们揭示了宇宙中黑暗组成部分的细节。在引力透镜的帮助下,我们能够将观察范围扩大到最遥远的星系,发现其他远离太阳系的神秘行星以及空间中旋转的黑洞。

更重要的是,我们可以借助引力透镜去揭开暗物质和暗能量的神秘面纱。科学家已经开始研究这些包裹着星系和恒星、并占据宇宙大部分组分的暗物质,同时着手探究无光区域的宇宙结构。在无限延展的宇宙中,暗物质形成了一个由引力刻画、并带有暗能量印鉴的网络,而引力透镜是唯一可以帮助我们绘制出这张网的工具。这种新式的引力望远镜——即爱因斯坦望远镜——将帮助我们破解暗物质和暗能量的谜题,并最终带领我们获得对空间、时间、物质和能量的基础本质更深层次的领悟。

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