比哈勃太空望远镜更强的望远镜：引力
如果你想看宇宙中更远的物体，你就需要收集更多的光。就像灯泡或蜡烛离你越远就越暗一样，恒星和星系也是一样，越远的恒星和星系就越难以发现和观测。在天文学中，你发现和研究一个星体的能力完全取决于你能从中收集多少光子。
图解 从这张图可以很容易理解口径和大气对分辨率的影响：图一为智利帕瑞纳天文台的甚大望远镜，由四架同样的直径8.2米的望远镜构成，拥有相当于口径16米的望远镜的聚光能力；图二为哈勃太空望远镜，直径2.4米；图三为直径8米的望远镜的分辨率极限；图四为压倒性巨大望远镜，直径100米
所以，要么建造一个更大的望远镜，从而增加你汇聚光的能力，要么长时间观察你的目标物体，从而增加你收集到的光的总量。
当然，你也可以提高你收集光的效率，比如把望远镜放在太空（这样你就不会被大气层所干扰），或安装极其复杂的光学自适应系统（这样你就可以减少噪点，使每个光子都能派上用场），但到了最后，你仍然受限于你能收集到多少光线。
但是，如果有一种不需要建造更大、更昂贵的望远镜，或者把所有的观测时间都花在同一个目标上，而可以放大超远目标，并使来自它们的光变亮的方法呢？非常巧合的是，爱因斯坦的广义相对论已经准确地预言了这一可能发生现象：引力透镜效应。
图解 引力透镜的原理，当一个天体发出的光经过一个大质量天体时，光线会被弯曲，就像放大镜一样汇聚光线
如果你对广义相对论一无所知，那我可以向你科普一下：它的中心思想是，空间和时间并不是独立的，而是一个单一的、连续的、不可分割的结构，我们称之为时空，每个粒子都在这个时空中传播，物质和能量的存在则会扭曲时空本身的结构。上世纪30年代，弗里茨·兹威基（Fritz Zwicky）意识到，如果在太空中的某个地方存在一个质量足够大的物体——比如一个超大质量星系或一个星系团——它可能会对其背后的物体起到一种奇怪的放大镜的作用：我们称之为引力透镜现象。
图解 哈勃太空望远镜拍摄的一个星系团，中间明亮的四个星系周围有一圈奇怪的蓝色结构，这是一个更加遥远的星系被这个星系团的引力扭曲所导致的
根据背景和前景光源方向的不同，引力透镜可以有多种行为：
由于光路向不同方向弯曲，引力透镜可以生成同一星系的多幅图像。
引力透镜会导致图像失真，会形成光弧、椭圆形状和图像“拉伸”。
如果光路正好对准了，引力透镜会造成严重的失真，以至于背景物体可以被拉伸成一个完整或接近完整的圆，称为爱因斯坦环。
但所有这些情况都有一个共同点：引力透镜背后的物体会被放大，当我们多次观察它时，它的亮度会增加。
正是这种技术使我们有能力找到那些最遥远的类星体和星系，其中就包括目前所发现的最远的天体。接下来让我们把所有的优势结合起来：建造尽可能大大的望远镜来收集尽可能多的光，延长观测时间，并利用引力透镜观测那些恰好在引力透镜后面的遥远天体，这样我们就可以探测到比任何其他技术探测到的都更遥远的宇宙。我们正是这样发现迄今为止最遥远的星系的：目前的记录保持者EGSY8p7。如果没有引力透镜，它是无法被探测到的。
图解 星系EGSY8p7
尽管第一个引力透镜现象直到理论提出40年后才被发现，但它是一种现在观测遥远的（前景）星系和发现超遥远的（背景）星系非常有效的方法。虽然这不是一种我们可以控制的技术——宇宙把引力透镜放在那里，我们唯一能做的就是观察——那里有大量的物质，只要我们使用正确波长和正确工具观测更长的时间，我们就能发现宇宙中更遥远的物体。
图解 哈勃太空望远镜发现的极远星系
更好的望远镜、更好的技术和更长的观测时间都能帮助我们看到更遥远的星体，但和宇宙级的放大镜相比，我们的工具完全比不上爱因斯坦的广义相对论的威力。宇宙的大质量和时空本身的性质，照亮了我们自己所不能及的宇宙远方！
FY: 划过时空的流星
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