你可能听说过这样一个故事：有一天，一个小男孩在教室里无聊地玩着自己的指南针，突然发现了一个奇怪的现象：不管他怎么转动指南针，针头总是指向同一个方向。他感到非常好奇，想知道是什么神秘的力量在控制着这个小小的物体。从那时起，他对自然界的奥秘产生了浓厚的兴趣，开始了他一生的探索之旅。
爱因斯坦
这个小男孩就是阿尔伯特·爱因斯坦，后来成为了世界上最伟大的物理学家之一。他在1915年提出了他著名的广义相对论，这一理论对宇宙的本质做出了惊人的预测，这些预测在未来的100多年里被一次又一次地证实为准确。
但是，爱因斯坦也有他的盲点和错误，他对一些现象的理解和解释，被后来的科学家和实验所推翻和否定。他是否真的了解了宇宙的奥秘？他的理论是否完美无缺？让我们一起来看看以下的10个例子，它们中的9个证明了爱因斯坦对宇宙是正确的，而最后一个却证明了他错了。
1. 黑洞“回声”黑洞是宇宙中最神秘的物体之一，它们的质量和密度都极其巨大，以至于连光线都无法逃逸。爱因斯坦的理论预测了黑洞的存在，但他自己却不相信它们真的存在。然而，天文学家在观测宇宙时，发现了一些证据，表明黑洞不仅真实存在，而且还有一些奇妙的性质。
2017年，天文学家发现了一种奇怪的X射线发射模式，这些X射线来自距离地球8亿光年的一个黑洞附近。除了预期的X射线发射从黑洞的前方闪烁，团队还探测到了预测的X射线光的“发光回声”，这些光是从黑洞的后方发出的，但由于黑洞弯曲了周围的时空，所以仍然能够从地球上看到。这种现象被称为“重力透镜效应”，是爱因斯坦的理论的一个重要预测。
2. 引力波
爱因斯坦的理论还描述了时空织物中的巨大波纹，称为引力波。这些波是由宇宙中最巨大的物体之间的合并产生的，比如黑洞和中子星。这些合并会释放出巨大的能量，形成时空的震荡，就像水面上的涟漪一样。爱因斯坦认为，这些波是如此微弱，以至于永远不可能被探测到。然而，他又一次低估了自己的理论。
2015年，物理学家使用了一种特殊的探测器，称为激光干涉引力波天文台（LIGO），在美国两个地点同时探测到了引力波的信号。这一信号是由两个黑洞在13亿光年外的合并产生的，它证实了爱因斯坦的理论，并开启了引力波天文学的新时代。在此后的几年里，LIGO和其他探测器继续探测到了数十个其他的引力波的例子，再次证明了爱因斯坦是正确的。
研究引力波可以揭示释放它们的巨大，遥远的物体的秘密。通过研究2022年一对缓慢碰撞的双黑洞发出的引力波，物理学家证实了这些巨大的物体在它们相互旋转的过程中摇摆 — 或进动 — 它们的轨道，正如爱因斯坦预测的那样。
这种摇摆是由于两个黑洞的质量和自旋的不对称造成的，它们会导致时空的扭曲和变化，从而影响它们的运动。这种效应类似于地球的进动，地球的自转轴会在一个圆锥形的轨道上缓慢地旋转，这会导致季节和星象的变化。但是，黑洞的进动要快得多，而且更加复杂，因为它们受到强烈的引力波辐射的影响。
一个围绕星系中心超大质量黑洞运行的黑洞
4. “舞动”的星形图案星科学家们在研究一颗绕着一个超大质量黑洞运行的恒星27年后，再次看到了爱因斯坦的进动理论在行动中。在完成了黑洞的两个完整轨道后，恒星的轨道被看到向前“舞动”，形成了一个玫瑰花形的图案，而不是在一个固定的椭圆轨道上运行。这种运动证实了爱因斯坦对一个极小的物体应该如何绕着一个相对巨大的物体运行的预测。
不仅仅是黑洞能够弯曲它们周围的时空，死亡恒星的超密集外壳也可以做到。在2020年，物理学家研究了一颗中子星如何在过去的20年里绕着一颗白矮星（两种类型的坍缩，死亡的恒星）运行，发现了两个物体相互运行的方式有一个长期的漂移。根据研究人员的说法，这种漂移可能是由一种叫做“拖曳”的效应引起的；本质上，白矮星已经足够地拉扯了时空，以至于随着时间的推移，稍微改变了中子星的轨道。这，再次证实了爱因斯坦的相对论的预测。
根据爱因斯坦的说法，如果一个物体足够大，它应该以这样一种方式弯曲时空，使得在物体后面发出的遥远的光源的光线被放大和扭曲，从而形成一个或多个像。这种现象被称为引力透镜效应1，是广义相对论的一个重要预测。
引力透镜效应可以让我们观测到一些平常看不到的天体，比如隐藏在星系后面的星系，或者距离我们非常遥远的星系。引力透镜效应也可以让我们测量一些难以直接观测的物理量，比如暗物质的分布，或者宇宙的膨胀速度。引力透镜效应还可以帮助我们寻找一些稀有的天体，比如系外行星，或者原初黑洞。
引力透镜效应有不同的类型，根据透镜天体的质量和引力强度，以及背景光源的位置和亮度，可以分为强引力透镜，弱引力透镜，和微引力透镜。强引力透镜可以产生明显的多重像，或者环状的像，称为爱因斯坦环。弱引力透镜可以产生微小的像的扭曲和放大，称为弱透镜放大。微引力透镜可以产生短暂的像的增亮，称为微透镜事件。
引力透镜效应
7. 戴上一个爱因斯坦环引力透镜的一种形式是如此生动，以至于物理学家不禁给它加上了爱因斯坦的名字。当来自一个遥远物体的光线被放大成一个完美的光环，围绕着一个巨大的前景物体，科学家们就称之为“爱因斯坦环”。这些令人惊叹的物体遍布整个空间，被天文学家和公众科学家们拍摄下来。
一个著名的例子是，2017年，哈勃太空望远镜拍摄到了一个罕见的爱因斯坦环，它是由一个距离地球40亿光年的星系团和一个距离地球130亿光年的遥远星系的光线组成的。这个星系团的巨大的质量和引力，使得后面的星系的光线被弯曲和放大，形成了一个完美的圆环，就像戴上了一个爱因斯坦的戒指一样。
哈勃太空望远镜捕捉到以阿尔伯特·爱因斯坦命名的“爱因斯坦环”
8. 不断变化的宇宙当光线穿越宇宙时，它的波长会以几种不同的方式发生移动和拉伸，这被称为红移。最著名的一种红移是由于宇宙的膨胀。爱因斯坦提出了一个叫做宇宙常数的数字，来解释他的其他方程中的这种明显的膨胀。然而，爱因斯坦后来认为这是他一生中最大的错误，因为他认为宇宙是静态的，而不是膨胀的。但是，1929年，天文学家埃德温·哈勃发现了一个惊人的事实：越远的星系，它们的红移越大，这意味着它们离我们越远，而且速度越快。这就是著名的哈勃定律，它证明了宇宙是在膨胀的，而爱因斯坦的宇宙常数其实是正确的。
但是，宇宙的膨胀并不是匀速的，而是在加速的。在1998年，两个独立的团队观测了一种叫做Ia型超新星的遥远的恒星爆炸，发现它们比预期的要暗，这意味着它们比预期的要远。这表明，宇宙的膨胀速度在过去的几十亿年里有所增加，而不是减少。这一发现震惊了科学界，因为它意味着宇宙中存在着一种神秘的力量，推动着宇宙的加速膨胀，这种力量被称为暗能量。也许，爱因斯坦的宇宙常数就是暗能量的一种形式，但是它的本质和起源仍然是一个未解之谜。
不断变化的宇宙
9. 原子在运动爱因斯坦的理论似乎在量子领域也是成立的。相对论认为，光速在真空中是恒定的，意味着空间应该从每个方向看起来都是一样的。在2015年，研究人员证明了这种效应即使在最小的尺度上也是正确的，当他们测量了两个电子在原子核周围不同方向上运动的能量时。电子之间的能量差保持不变，无论它们朝哪个方向运动，从而证实了爱因斯坦理论的一部分。
在一种叫做量子纠缠的现象中，相互关联的粒子似乎可以比光速更快地在遥远的距离上相互沟通，并且只有在被测量时才“选择”一个状态。爱因斯坦讨厌这种现象，著名地嘲笑它为“鬼魅般的超距作用”，并坚持认为没有任何影响可以超过光速，而且物体是否被测量都有一个状态。
但是在一个大规模的全球实验中，数百万个纠缠粒子在世界各地被测量，研究人员发现，粒子似乎只是在被测量的那一刻才选择一个状态，而不是更早。
量子纠缠现象
“我们证明了爱因斯坦的世界观……在这个世界观中，物体是否被观察都有属性，而且没有任何影响可以超过光速，是不可能成立的 — 至少其中一件事必须是错误的，”研究的合著者，西班牙光子科学研究所的量子光学教授摩根·米切尔在2018年告诉《生活科学》。
这个实验是对爱因斯坦的一个巨大的挑战，它表明，他的理论可能无法解释量子世界的所有奇异现象。也许，爱因斯坦的理论并不是宇宙的终极真理，而是一个近似的描述，需要被一个更加完善的理论所取代。
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