验证广义相对论的四个天文奇观
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水星的进动
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简单来说水星的进动就是水星的近日点会随着时间而变化。
16世纪以来，天文学家们对水星的进动进行观测，并记录大量的额数据。1859年，法国天文学家勒威耶发现水星的进动数值与根据牛顿定律计算的数值不同。
曾经天王星的实际轨道也与牛顿定律计算的轨道不同，当时推测是一颗未知的天体引力干扰，于是找到了海王星。本着牛顿定律不会有错误的想法，科学家们推测在水星之内还有一颗未知的行星“火神星
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”。但是经过多年的观测，天文学家们始终没有找到这颗行星的存在。19世纪末，电磁学理论刚刚发展，韦伯、黎曼等人试图用电磁理论来解释水星的进动问题，但都未取得进展。
1915年爱因斯坦在《用广义相对论解释水星近日点运动
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》中计算了水星近日点的运动，才解决了这个问题。光线的弯曲
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在广义相对论之前，科学家们认为光只能沿着直线传播。
爱因斯坦广义相对论预言光线能够弯曲。当太空中出现一个大质量天体的时候，大质量天体附近的时空会发生畸变
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，而光在这畸变的时空中传播走的路线正是弯曲的。之所以我们认为光只能沿直线传播，是因为我们生活的环境质量太小，不足以使光发生可观测到的弯曲。就算太阳系中质量最大的太阳，让光发生弯曲的角度也是小的可怜。既然如此，那么当时如何检验这一理论正确与否？日全食。当日食发生时，我们对着日食发生区域的天空拍一张照片，到晚上我们又在同一个地方往天空拍摄一张照片，通过两张照片中特定星星位置的对比、测算，算出光的偏折角，然后与理论值进行对比，结果会发现数据与结论吻合。
光线弯曲还会产生一种有趣的天文现象：引力透镜。如果在观测者到光源的视线之间有一个大质量的天体，光源发出的光就会被弯曲而观测者就能看到光源形成的多个像，就好像有一面透镜放在观测者和天体之间一样，这种现象称之为引力透镜效应。著名的引力透镜效应有爱因斯坦十字。
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引力红移
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在地球向上抛出一个物体，该物体会慢慢减速直至速度为零，然后反向掉下来。假设我们向上抛出一个光子，会发生什么情况呢？我们已经知道光速不变，任何作用都不能使光的速度变慢。但是光子在引力场的作用下还是会损失能量，根据光的能量表达式
得知光能量的损失表现在波长
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的变化上。当光离开天体时，光的波长变长，此时我们称为“红移
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”。当光接近天体时，光的波长变短，此时我们称为“蓝移
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”。引力红移公式
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其中RS为史瓦西半径
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。引力波
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LIGO
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发现引力波的新闻已经让引力波这个词语被公众所熟知，很多科普机构也都对引力波进行了很详细的科普，在这里我们也简单解释一下。引力波是爱因斯坦广义相对论预言的一种现象。天体附近的时空会发生畸变，而当天体运动时，就会引起时空的涟漪
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，以引力波的方式向外传播能量。因为引力波会携带能量，所以天体的轨道会越变越小，最终会合并在一起。上次探测到的两个黑洞合并和中子星合并就是这个道理。本文转自公众号万象经验
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