通過測量引力的速度，科學家將檢驗愛因斯坦的宇宙常數概念

在愛因斯坦引入一個被稱為宇宙常數的數學元素近100年後，研究人員終於可以開始對它進行檢驗。

在最近檢測到引力波之後，科學家們說，確定宇宙中引力的速度可以支持愛因斯坦的理論或其是否需要修正。如果發現引力波以光速傳播，正如一些科學家們探討說，這表明宇宙的加速膨脹不是由暗能量驅動的。

根據愛丁堡大學的一個團隊，一項使用先進技術的新式計算可以使關於愛因斯坦理論的爭論停息。 阿爾伯特?愛因斯坦首先介紹宇宙常數的概念來解釋靜態宇宙，但是在發現宇宙正在擴張之後拋棄了這個理論。

但是，近年來的研究人員發現，這種膨脹正在加速發展。這種理論仍然可以發揮作用，宇宙常數可能有助於解釋暗能量。否則，宇宙加速膨脹意味著愛因斯坦的宇宙引力理論是不正確的。

科學家現在計劃通過基於引力波的研究來計算引力速度。 這可以使用激光干涉引力波天文台（LIGO），它在2015年使用相距2000英里的雙探測器，第一次探測到了引力波。他們說：「實驗可能支持理論，也可能反駁理論」。

如果引力波——穿過宇宙的時空漣漪——被發現以光速傳播，那麼就不需要另外的引力理論。這意味著暗能量也將被排除作為解釋，從而支持愛因斯坦的理論。 但是，如果引力波的速度不同於光的速度，愛因斯坦的理論必須修改。

上圖為LIGO探測到的雙黑洞碰撞產生的引力波示意圖，這為宇宙研究打開了新的大門

什麼是暗能量？

暗能量是物理學家用來描述一個神秘的「東西」的短語，它正在宇宙中引起不尋常的事情發生。

調查暗能量的科學家Kathy Romer博士說：「宇宙不僅在膨脹，而且隨著時間的推移越來越快。我們期望的是，隨著時間的推移，膨脹會變得越來越慢，因為自宇宙大爆炸以來，已經有近140億年了。」

圖為全天空的微波輻射，黃色區域顯示在大爆炸創造的遺留輻射

通過建立一個狀態方程，將能讓研究人員了解到究竟是什麼東西正在彌補這個神秘的力量。

目前，最受歡迎的候選稱為「宇宙常數」。但是，儘管它的簡單，宇宙常數也不是科學家所期望的「東西」，Romer博士說：「一個宇宙常數使物理學的其他部分變得混亂。」

研究人員計劃今年進行這個理論的實驗，有望在愛因斯坦理論誕生100周年之際解決這個謎題。愛丁堡大學物理與天文學學院的Lucas Lombriser博士說：「最近的直接引力波探測為我們的宇宙開闢了一個新的觀測窗口，我們的結果指導我們解決物理學中最根本的問題之一。」

光的傳播速度有多快？

當穿過真空時，光以被稱為光子的能量包形式行進。科學家們測量了真空中的光速，將其值定為略低於每秒30萬公里。 但是當光通過不同的介質，如玻璃、水、甚至空氣時，光速會變慢。

物理學家認為，在早期的宇宙中，光可能走得更快，到達了我們如今可見宇宙的外邊緣。他們聲稱，在宇宙大爆炸之後不久光速可能更快，然後減速至目前的速度。

如果他們的計算可以匹配宇宙微波背景的觀測，那麼把光速視為恆定的愛因斯坦理論可能需要更新。