4.5億光年外驗證廣義相對論

愛因斯坦的廣義相對論在一定程度上奠定了宇宙學的研究基礎。近期科學家們在星系尺度上驗證了廣義相對論的正確性，究竟是怎麼回事？聽簡報君給大家介紹吧!

這可能是一篇不那麼容易理解的文章，不過大家要相信簡報君可以講解清楚，我們從引力講起。

引力

引力，我們最早聽到這個名稱是和牛頓聯繫在一起的，那麼糾結什麼是引力？而愛因斯坦的廣義相對論告訴我們，引力實際上大質量物體導致的時空形變的結果。

和我們通常知道的光沿著直線行走不同，光在真空中其實是沿著最短路徑行走。 那麼問題來了——光經過大質量天體時，時空發生了形變，光會怎麼走？答案是，光也會發生偏折，在形變的時空中找到一條最短的路線。實際上廣義相對論最早的驗證也是這樣，日全食的時候觀測一顆本來應該被太陽擋住的恆星，因為光線經過太陽發生偏折，從而我們可以觀測到它。

引力透鏡

如果大質量天體A的正後方還有一個天體B，根據上一段所講天體B發出的光線經過天體A時會發生偏折，就會在大質量天體A的周圍出現天體B的像，就好像有一面透鏡放在觀測者和天體之間一樣，這種現象稱之為引力透鏡效應。

廣義相對論驗證

下面就要正式開講這次科學家的工作了。這次科學觀測的目標是ESO325-G004星系，這個前景星系正後方剛好還有一個天體，從而出現了引力透鏡效應，科學家可以通過廣義相對論分析出前景大質量天體的質量，暨ESO325-G004星系的質量，這裡我們記這個質量為M1。

ESO325-G004星系 及引力透鏡效應

估計星系的質量還有一種方式，是通過星系中恆星繞星系中心旋轉的速度來估計（這個方法是目前標準測量星系質量的方法，恆星繞星系中心旋轉速度越快星系質量就越大），這樣我們又可以得到ESO325-G004星系的重量，我們記為M2。（恆星速度怎麼測量的？這個有些複雜，下次我們單開一篇文章來講）

實際上科學家就是這樣通過兩種方式對星系進行了稱重。就好像對一個大胖子稱重，旋轉速度的方法就好比是標準上稱稱重，而通過引力透鏡的方法好比通過看大胖子穿多大的衣服來估計重量。 那如何驗證估計的準不準呢？ 很簡單和標準稱重對比一下就行。科學家也是這樣做的，如果廣義相對論是準確的，那麼兩種稱重方法得到的值應該是一樣的，暨M2/M1=1。（只是方便大家理解，這個類比並不準確）

實際的結果這個比值為0.97 ± 0.09，這個值和1基本一致，這樣就證明了廣義相對論的準確性！這是科學家第一次在這種大尺度的測量上達到這樣的精確度。

end

好啦就到這裡~

注意：簡報君介紹的很簡單，但是科學家分析這些數據的過程其實是非常複雜的！

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