据最新天文研究报道,天文学家们再度验证了爱因斯坦的引力理论,这次是在宇宙的最大地图上。他们像侦探一样,分析了跨越110亿年、涵盖近600万个星系和类星体的宇宙数据,发现即使在浩瀚无垠的宇宙尺度上,引力也依然乖乖地遵循着爱因斯坦广义相对论的预言。
这简直就像是对宇宙学家的“圣经”——宇宙主流理论的一次庄严加冕,同时也给那些试图挑战爱因斯坦的引力理论“异端”们浇了一盆冷水。不过,科学家们也承认,尽管结果令人振奋,但在宇宙模型中的某些奇异偏差,比如宇宙在不同生命阶段的膨胀速率差异,仍然留下了未解之谜,等待着新的解释来填补。
“我们之前在太阳系尺度上测试过广义相对论,但这次我们验证了它在更大尺度上的适用性。”法国国家科学研究中心的宇宙学家保琳·扎鲁克兴奋地说,“通过研究星系形成的速度,我们能直接测试我们的理论,目前看来,它与广义相对论在宇宙尺度上的预测完全吻合。”
长久以来,宇宙学家们对于引力在远距离上的行为争论不休。而主流理论——Λ冷暗物质模型,正是从爱因斯坦的理论出发,为我们描绘了一个包罗万象的宇宙图景。然而,模型中关于暗物质和暗能量的谜团,以及它无法解释的一些观测现象,让一些科学家开始寻找替代理论。
其中,修正牛顿动力学就提出,在远离地球表面、如遥远星系间那种微弱的引力作用下,牛顿的力学定律可能失效,需要新的方程来替代。
为了探寻引力在宇宙大尺度上的秘密,研究人员们转向了位于亚利桑那州的尼古拉斯·U·梅亚尔4米望远镜上的暗能量光谱仪的首年数据。这台“宇宙侦探”每月都会精确定位数百万个星系的位置,以研究宇宙的膨胀历史。
科学家们进行了一次“全方位分析”,精确测量了星系结构随时间的增长。结果令人惊讶:尽管暗能量可能随时间演化,但宇宙的结构却与爱因斯坦的预测惊人地一致。
“这是DESI首次观测宇宙结构的增长,”密歇根大学理论宇宙学和天体物理学教授德拉甘·胡特瑞尔说,“我们正展示出一种前所未有的能力,去探测修正引力和改进暗能量模型的约束条件。而这只是冰山一角。”
至于这一发现对我们宇宙观的总体影响,现在还言之尚早。但好消息是,DESI接下来两年的数据将于2025年春季发布。这项为期五年的实验,将在结束时收集到约4000万个星系和类星体的数据。如果答案就在那里,我们或许很快就能找到它们。