银河系尺度广义相对论的最佳检验

天文学家已经进行了广义相对论的最佳星系尺度测试,并且它排除了一些(但不是全部)修正引力理论。

广义相对论 - 它描述了我们对引力的现代理解,即质量引起的时空曲率 - 在我们的太阳系中得到了广泛的测试。它已经通过了所有这些测试中的飞行颜色。

但是在数千或数百万光年的尺度上存在的测试较少。正是这些尺度与修正引力理论相关,它提供了暗物质存在的替代方案。他们预测重力在远距离上的行为与在我们的太阳系中不同。虽然已经对银河系尺度进行了一些测试,但它们还不足以排除改进的重力。

现在,托马斯科莱特(英国朴茨茅斯大学)在6月22日科学(这里提供的预印本)领导的一项研究使用哈勃太空望远镜和超大望远镜对透镜星系的观测提供了这样的测试。来自一个仅30亿年前的宇宙中恒星形成星系的光线经过附近的一个星系,其重力作为一个透镜,并将背景星系的光线弯成蓝色圆圈。

银河系尺度广义相对论的最佳检验

附近星系ESO 325-G004的图像,使用NASA / ESA哈勃太空望远镜和ESO超大望远镜上的

Collett及其同事首先通过测量其中恒星的运动来计算介入星系的质量。然后他们测量了介入星系的每个单位质量产生的空间曲率。由时空曲率推断的质量与恒星测量的质量精确一致,正如广义相对论所预测的那样。

与先前的相对论透镜测试不同,Collett的团队较少依赖于对介入星系性质的假设。因此,该测试相对没有困扰先前研究的系统不确定性。

银河系尺度广义相对论的最佳检验

该信息图比较了用于测量星系ESO 325-G004质量的两种方法。

没有参与这项研究的Lucas Lombriser(日内瓦大学)称测量结果是“迄今为止这种类型的重力最强大的测试方法。”

“然而,”他补充道,“虽然这项新测试排除了一些替代重力理论​​,但仍有许多其他重力理论与测量相符。”虽然这项研究限制了重力在不到6,500光年的尺度上的任何变化,但额外的测试仍然需要更一般地排除改进的重力。


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