发现
借助计算机体验有悖常识的奇异世界
假如正在向黑洞坠落，你将会看见怎样的景象？本文展示的是用计算机模拟相对论预言的世界所得到的若干有趣的图像。
引力透镜效应
爱因斯坦的广义相对论预言了一种十分特殊、十分重要的现象，这就是引力透镜效应。简单地说，就是大质量天体（比如黑洞）周围的空间会发生弯曲，使得其背后的天体（比如星系）发出的光，在经过该大质量天体近旁时会发生弯曲，从而使我们看到的是发生了畸变的图像。
上图是结合实际的巡天观测的数据，然后用计算机进行模拟后得到的光经过黑洞附近发生弯曲的引力透镜效应。
根据相对论，时间和空间都不是绝对的，会发生伸长或收缩。从日常经验来看，这简直是天方夜谭。
我们能看见物体，是因为有光进入了我们的眼睛。换句话说，光使我们看见物体。
光的速度是有限的，约为30万公里/秒。不论什么时候，不论何人，不论在什么情况下测量，光速都是这个值，不会改变。比如，在以29万公里/秒作高速运动的宇宙飞船上测量，光仍然是以30万公里/秒的速度行进。这就是阿尔伯特·爱因斯坦在1905年建立的狭义相对论所依赖的两大支柱之一的“光速不变原理”。
光速有限，这就导致物体在作高速运动时必然会出现一系列特殊现象。“光行差”和“多普勒效应”就是这些特殊现象中的两个。
光行差是指做高速运动的观测者进行观测时（或者观测做高速运动的物体时），会观测到光不是从原来的地点发出，而是在运动方向上挪移到比原来所在地点有所超前的位置发出的一种现象。
多普勒效应则是我们在日常生活中涉及声音时十分熟悉的一种现象。比如，救护车鸣笛从身旁经过时，驶近和驶离时笛声会发生高低变化，这就是声音的多普勒效应。
对于光，多普勒效应引起的是光的颜色发生变化。也就是说，高速接近的物体所发出的光，波长变短，颜色变蓝（蓝移)；高速远去的物体发出的光，波长变长，颜色变红（红移）。
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（更多精彩图片及完整内容请阅览《科学世界》2012年04月号）
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