最新的試驗表明,愛因斯坦的廣義相對論適用於整個星系
根據阿爾伯特·愛因斯坦對引力的解釋,天文學家結合了歐洲南方天文台的超大望遠鏡和美國宇航局的哈勃太空望遠鏡的數據,研究了光是如何被附近的星系扭曲的。
原則上,這個實驗不過是1915年一次著名實驗的一個高級版本,當時阿瑟·愛丁頓爵士利用從日蝕後出現的星光的時間來觀察它是如何扭曲光的路徑的。
公眾被這一結果震驚了,阿爾伯特·愛因斯坦也因此變成了一個家喻戶曉的名字,並奠定了廣義相對論在物理學中的地位。
從那時起,在大質量物體背後對時空結構造成影響的數學原理就被反覆地提出,但只適用於小於恆星的物體。
不過,我們沒有理由認為愛因斯坦的著名觀點不適用於更大的星系。
朴茨茅斯大學的天文學家托馬斯·科萊特說:「廣義相對論預言,大質量的物體會使時空變形。」「這意味著當光經過另一個星系時,光的路徑會發生偏移。」
雖然整個星系的透鏡效應偶爾會被付諸實踐,但沒有人測量過這種現象,以精確計算出它們產生的絕對曲率。
為了做到這一點,研究小組使用了ESO325-G004星系,因為它離我們只有5億光年遠:就在宇宙的盡頭。
天文學家測量了E325恆星的速度,利用星系的總重力和恆星的慣性之間的關係,得出星系質量的估計值。
「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分離圖像進行了比較,」科萊特說。
結果是,廣義相對論認為應該在9%左右。測試結果正在這個測試的預期之內。
科利特說:「這是迄今為止最精確的廣義相對論超太陽系測試,從一個星系開始。」
在實際應用中,可靠的結果使天文學家們更加確信,基於星系的引力透鏡收集到的結果和他們假設的一樣精確。
但這真的是再次確認愛因斯坦是對的,這是物理學家的第二個愛好,僅次於再次證明愛因斯坦是錯的。
這項研究發表在《科學》雜誌上。
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