爱因斯坦的理论在另一个星系得到精确验证

爱因斯坦的广义相对论是现代物理学和宇宙学的一大支柱,认为引力是带质量物体扭曲时空的结果,并利用方程给出近乎完美的描述。

爱因斯坦的理论在另一个星系得到精确验证

自1915年横空出世以来,广义相对论已经在太阳系内通过了一系列高精度的测验。而且,在宇宙不同尺度下,广义相对论的预言都得到强有力支持,其中包括在广义相对论提出一个世纪后探测到引力波。

然而,在太阳系尺度之外,爱因斯坦的伟大理论却一直没有得到严格检验。现在,科学家终于取得突破,在星系尺度上完成了对广义相对论迄今为止最精确的验证。NASA的哈勃太空望远镜和欧南台的甚大望远镜是这项研究的两大功臣。

哈勃望远镜对距离地球约4.5亿光年的星系ESO325-G00产生的引力透镜效应展开详细观测。ESO325-G00严重扭曲了周围时空,使背景星系的星光从其附近通过时发生弯曲,从而形成著名的爱因斯坦环。通过分析哈勃对这个爱因斯坦环的观测数据,研究人员得以估测出ESO325-G00的质量。

爱因斯坦的理论在另一个星系得到精确验证

要测量ESO325-G00的质量,方法并不止一个。通过分析ESO325-G00中恒星的运动情况,研究人员也可以推算出该星系的质量,而甚大望远镜可以提供相关的观测数据。

爱因斯坦的理论在另一个星系得到精确验证

如果广义相对论是正确的,那么这两种方法测得的星系质量就应该一致。在本项研究中,两者的比值为0.97 ± 0.09,在误差范围内与预期相符。毫无疑问,这确定了爱因斯坦广义相对论在星系尺度上的有效性。

爱因斯坦的理论在另一个星系得到精确验证

这项研究已发布在《科学》杂志上。

爱因斯坦的理论在另一个星系得到精确验证

作者系网易新闻&网易号“各有态度”签约作者