【科学家分析迄今最大宇宙三维图,再次证明爱因斯坦对重力的描述正确】
科学家分析了有史以来最大的宇宙地图,对广义相对论展开迄今最大规模检验,宣告爱因斯坦对重力的观点再次通过考察,有关重力如何将星系沿着宇宙网聚集以抵抗宇宙膨胀向外拉力、以及宇宙网随时间演变的方式,都与爱因斯坦理论预测完全一致。
长期以来,以爱因斯坦广义相对论为基础的 lambda 冷暗物质模型,为各种远距天文现象提供最全面观点,这个用来描述重力的理论已在太阳系尺度得到完美测试结果,但仍需持续检测广义相对论在更大尺度上的预测是否仍有效。
此外, lambda 模型无法解释某些观测结果,比如归因于暗能量的宇宙加速膨胀,因而出现拥护其他替代暗物质理论的学说,如修正牛顿动力学(MOND)。
为了确认重力在更大尺度上如何表现,研究人员取来暗能量光谱仪(Dark Energy Spectroscopic Instrument,DESI)第一年数据,对跨越 110 亿年近 600 万个星系与类星体进行分析,精确测量星系结构如何随时间增长,发现即使面对如此巨大的时间尺度,重力行为仍如爱因斯坦广义相对论所预测那般。
研究结果表明,虽然暗能量可能随时间推移演变,但宇宙整体结构变化与广义相对论预测相当吻合,再次证明广义相对论是引力的正确「配方」,似乎也限制了其他替代重力理论发展空间。
此外,该分析也为微中子质量添加新上限(目前唯一尚未精确测量质量的基本粒子),先前微中子实验指出 3 种微中子质量总和至少为 0.059 eV/c2(做为比较,电子质量约 511,000 eV/c2),而DESI 调查结果表明微中子总和应小于 0.071 eV/c2。
暗能量光谱仪安装于口径 4 公尺的梅奥尔望远镜(Mayall Telescope),正在执行为期 5 年的大型国际观测计划(目前第 4 年),预计最终观测约 4,000 万个星系和类星体,2025 年春季发布观测第 2 年和第 3 年的数据。
