近日，美國波特蘭社區學院物理學教授托比·迪特里奇和一群學生前往墨西哥中北部的山區小鎮埃爾薩爾托附近，在日食投影中心觀察太陽周圍的光線。此舉旨在重現經典天文實驗。
愛因斯坦的廣義相對論預測，質量巨大的星體例如太陽，會使周圍恒星的光線彎曲。在日全食期間觀測太陽周圍恒星的光線是否彎曲，可以反過來驗證廣義相對論。
武漢大學物理科學與技術學院教授廖愷說，根據愛因斯坦的廣義相對論，光沿零測地線傳播，當物質分布導致時空彎曲時，光線會發生偏折。基于這一原理，當一個大質量天體處于發光天體和觀測者中間時，它就像幾何光學透鏡一樣發揮了在光源和觀測者之間扭曲光線的作用，物理學家將其類比為透鏡體，把這種現象稱為引力透鏡效應。
1919年，天文學家愛丁頓為了驗證廣義相對論，率領團隊在日全食期間測量了太陽對星光的偏折，與星表中的標準位置相比，他們觀測到的太陽周圍的恒星位置發生了輕微偏離，并且偏離值接近愛因斯坦的理論計算值，這一觀測結果證明了愛因斯坦理論的正確性。
但在1919年的實驗中，受限于時代，科學家掌握的設備和觀測條件比較有限，因此實驗結果也存在一些誤差。后來的物理學家零零散散地進行過一些復現實驗。此次，迪特里奇團隊配備了13臺高分辨率望遠鏡，并在墨西哥和美國得克薩斯州部署了攝像頭，能在日全食到來時獲取比以往更清晰的圖像。
在物理學界，用引力透鏡效應印證廣義相對論已有百年歷史。但對天文學家來說，利用引力透鏡效應來觀測宇宙仍是一種非常重要的前沿方法。
過去幾十年間，引力透鏡效應加深了人們對宇宙的理解。常見的引力透鏡觀測源是恒星和星系（包括類星體）。這些觀測源大量存在，明亮且恒定發光，使得觀測它們相對容易。
廖愷介紹，類星體數目多、亮度大且恒定發光，利用這些類星體透鏡，可以很好地對哈勃常數進行獨立測量, 這可能有助于解決長期困擾科學界的哈勃常數問題。
“隨著天文學的發展，特別是各個波段大型巡天望遠鏡的運行，越來越多的瞬變源，如伽馬暴及其各波段光學余輝、快速射電暴和引力波，會被大量探測。通過引力透鏡效應，人類對宇宙及瞬變源的理解將不斷加深。”廖愷說。
（責任編輯：蔡文斌）
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