切爾西·高德
一項新的研究證實 愛因斯坦廣義相對論
這項研究支持了我們目前對重力的理解，併為暗物質和暗能量的存在提供了更多的證據——科學家通過觀察暗物質和暗能量對宇宙物體的影響，才間接瞭解這兩個神秘的概念。
愛因斯坦廣義相對論，1916年出版，解釋重力是如何由一個被稱為時空結構的概念產生的。簡而言之，該理論預測了一個物體——在這種情況下是一個星系——的質量在多大程度上是時空曲線。
自該理論首次發表以來，它已過經測試太陽系中的許多次。但研究人員說，這項由英國朴茨茅斯大學宇宙學與引力研究所託馬斯·科萊特領導的國際天文學家小組進行的新研究是第一次大規模精確檢驗廣義相對論。
利用NASA哈勃太空望遠鏡和歐洲南方天文臺的數據超大型望遠鏡在智利，研究小組發現，在遙遠的星系中，重力的作用方式與在太陽系中一樣——正如愛因斯坦的理論所預言的那樣。
佛羅里達恩布里-裡德爾航空大學的天文學家兼物理科學系主任特里·奧斯瓦爾特在致太空網的一封電子郵件中說，研究人員測試了“我們在地球上看到的同樣的物理定律在其他任何地方都是正確的”這一假設。沒有參與這項新研究的奧斯瓦爾特補充說，“在所有可能的尺度(特別是最大的尺度)驗證廣義相對論對整個物理，特別是宇宙學來說，都是至關重要的”。
暗物質似乎以網絡狀的模式遍佈宇宙，在纖維相交的節點處形成星系團。通過證實重力在太陽系內外的作用是相同的，研究人員為暗物質和暗能量的存在提供了額外的證據。
世界銀行
在驗證廣義相對論時，這些發現也為暗物質的存在和暗能量Collett告訴太空網，暗物質和暗能量是宇宙標準模型中存在的兩種“奇怪的東西”，Collett說。
標準模型是描述宇宙中基本力和粒子是如何共同工作和行為的理論，旨在解釋我們的觀察和實驗。然而，奧斯華認為，我們對暗物質和暗能量“當今宇宙學的兩大謎團”缺乏理解和解釋，導致了一些質疑標準模式。
奧斯瓦爾特說:「我懷疑天文學家不久將放棄宇宙學的標準模型。」因此，研究人員並沒有放棄標準模型，而是希望“使模型更精確地解釋觀測到的數據”。
Collett說，在標準模型中，暗物質需要解釋恆星繞星系運行的速度，暗能量需要解釋宇宙為何膨脹得更快。
一些科學家認為，科萊特所描述的“替代重力理論”可以消除標準模型中對暗物質和暗能量的需求。不過，因為這個團隊發現，重力在太陽系之外的作用就像在太陽系之內一樣，現在看來，我們對重力的理解是正確的，暗物質和暗能量仍然符合標準模型。
collett指出，這項研究並不是暗物質和暗能量的具體“證據”，但它是它們存在的額外證據。
哈勃太空望遠鏡的六幅不同圖像被一種叫做引力透鏡的宇宙效應放大。這些圖像是由哈勃的寬視場照相機3用紅外光拍攝的。添加了顏色以突出星系的細節。
學分: NASA / ESA / j . Lowenthal (史密斯學院)
為了首次驗證太陽系外的廣義相對論，研究小組使用了強引力透鏡這是一種技術，在這種技術中，一個巨大的物體——在這種情況下，一個星系——像一個巨大的透鏡一樣，彎曲光線，使得背景物體，也就是一個星系的圖像扭曲。這個天文學家小組使用了星系ESO 325 - G004，因為它是離地球最近的透鏡之一，只有5億光年遠。
如果兩個對象對齊良好，此效果將創建一個圖像環，被稱為“愛因斯坦環”背景星系。科萊特說，這個環的半徑“與光的偏轉成正比”，所以如果你測量環的半徑，你就可以測量時空的曲率[。"
除了測量時空曲線之外，研究人員還必須確定星系的質量，因為廣義相對論預測質量產生多少曲率。他們通過測量銀河系恆星的運行速度來計算這個質量。然後，通過將測量到的質量與測量到的時空曲率進行比較，研究小組發現了廣義相對論對這個質量或星系的預測。
Collett說，所以現在，據我們所知，即使在太陽系之外，廣義相對論也是正確的引力理論。這個天文學家小組希望進一步研究星系和透鏡，進一步驗證重力在整個宇宙中的作用是一樣的。
“用世界上最好的望遠鏡挑戰愛因斯坦，卻發現他是多麼的正確，真是令人滿意，”團隊成員、宇宙學和引力研究所所長鮑勃·尼科爾說，聲明中說。
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