再次證明了愛因斯坦的正確性,廣義相對論在星系中也是正確的

再次證明了愛因斯坦的正確性,廣義相對論在星系中也是正確的

當涉及到理解引力和宇宙時,我們使用的方程是一個多世紀前愛因斯坦提出的。廣義相對論是我們目前最好的理論,但這並不意味著它不應該被證實。一項新的研究剛剛在另一個星系測試了廣義相對論的有效性。

天文學家將歐洲南方天文臺的超大型望遠鏡和美國宇航局的哈勃太空望遠鏡的數據結合起來,根據阿爾伯特·愛因斯坦對引力的解釋,研究光線是如何被附近的星系扭曲的。

原則上,這個實驗只是1915年進行的一項著名試驗的高級版本。當時,阿瑟·艾丁頓爵士(Sir Arthur Eddington)利用星光從日蝕後出現的時間,來觀察其質量如何扭曲了路徑。

這些結果震驚了公眾的頭腦,有效地將愛因斯坦變成了家喻戶曉的人物,並將廣義相對論的概念整合到了物理書籍中。但這隻適用於不超過恆星的物體。

不過,沒有理由認為愛因斯坦的著名想法不適用於更大的天體。

再次證明了愛因斯坦的正確性,廣義相對論在星系中也是正確的

來自遙遠星系的光被一個稱為ESO 325-G004的星系所引起的時空扭曲形成一個環。

國際研究小組已經在ESO325-G004(簡稱E 325)中測試了廣義相對論的預測,這個星系距離地球5億光年。這個星系就是所謂的引力透鏡,像這樣的物體是愛因斯坦理論的完美試金石。

當大質量物體扭曲時空時,引力透鏡就會產生,這樣背景物體發出的光就會被扭曲和放大。廣義相對論對光的彎曲程度有一些非常具體的預測,這些預測取決於透鏡星系的質量。

來自朴茨茅斯大學的托馬斯·科萊特博士在一份聲明中說:“我們使用智利的超大望遠鏡的數據來測量這些恆星在E 325中移動的速度,這讓我們可以推斷E 325中有多少質量才能將這些恆星保持在軌道上。然後,我們將這個質量與我們用哈勃太空望遠鏡觀測到的強透鏡圖像分離進行了比較,結果是廣義相對論預測的精度為9%。這是迄今為止對廣義相對論進行的最精確的太陽系外測試。”

引力透鏡分為三大類。這個星系屬於強引力透鏡,它創造出令人驚歎的景象,被稱為愛因斯坦弧。據估計,這些強引力透鏡中有幾百個是已知的。哈勃望遠鏡的前沿領域項目給我們提供了一些最著名的例子。E 325之所以被選中,是因為它相對較近,這使研究人員對E 325的質量有了更好的限制。

再次證明了愛因斯坦的正確性,廣義相對論在星系中也是正確的

用哈勃太空望遠鏡的廣角照相機拍攝的LRG 3-757星系的引力透鏡。

團隊成員鮑勃·尼科爾教授說:“宇宙是一個令人驚奇的地方,提供了這樣的透鏡,可以作為我們的實驗使用。用世界上最好的望遠鏡挑戰愛因斯坦,卻發現他是多麼正確。”

我們用來描述宇宙的宇宙學標準模型依賴於廣義相對論的正確性。這個模型包括我們所看到的一切,以及兩個神秘的成分,暗物質和暗能量,它們共同構成了宇宙的94%。我們還沒有弄清楚暗物質和暗能量到底是什麼,所以像這樣的測試可以證實這些“物質”是真實存在的,而不僅僅是由一種不可靠的理論產生的假象。


分享到:


相關文章: