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广义相对论在星系尺度上正确

2018-06-26 10:27 来源:科技日报

  据美国物理学家组织网近日报道,一个国际天文学家小组在最新一期《科学》杂志撰文称,他们对太阳系外的引力进行了迄今最精确测试,证实了爱因斯坦广义相对论在星系尺度上的正确性。

  在研究中,美国朴茨茅斯大学宇宙学与引力研究所的托马斯·科莱特领导的团队,使用甚大望远镜提供的数据来测量星系ESO325-G004内恒星运动的速度,从而推断出其质量要达到多少才能将恒星保持在轨道上。然后,他们将这一质量与用哈勃太空望远镜观测到的图像进行比较,证明广义相对论在星系尺度上也是正确的。

  1915年,爱因斯坦提出了广义相对论来解释重力的工作原理。从此,广义相对论在太阳系内经受了一系列高精度测试的考验,但一直未有人在宇宙尺度上对其进行精确测试。而且,天文学家1998年发现,宇宙的膨胀速度比过去更快,人们因此推断,宇宙主要由被称为“暗能量”的成分构成,但这一解释要求广义相对论在宇宙尺度上是正确的。如此一来,在宇宙尺度上对引力进行测试对于验证我们的宇宙模型非常重要。

  在本研究中,科莱特领导的小组利用ESO325-G004作为引力透镜,做到了这一点。他说:“广义相对论预言,大质量物体会使时空变形,这意味着当光经过太阳系附近的另一个星系时,其路径会发生偏移。如果两个星系沿着我们的视线排列,就会产生所谓的‘强引力透镜’现象,可从中看到背景星系的多张图像。如果知道前景星系的质量,我们就能弄清楚,广义相对论是不是在星系尺度上正确的引力理论。”

  目前已知的强引力透镜有数百个,但大多太遥远,无法精确测量其质量,因此无法用来精确测试广义相对论,而ESO325-G004是离太阳系最近的强引力透镜之一。

(责任编辑:王蔚)

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