空間和時間的結構並不能免於重力的影響。撲通撲通地放入一個質量,它周圍的時空曲線,與將保齡球放在蹦床上時發生的情況沒有什麼不同。
這個時空中的凹坑是我們所說的引力井的結果,一百多年前,阿爾伯特·愛因斯坦在他的理論中的場方程式首次描述了它。。直到今天,這些方程式仍然成立。我們很想知道愛因斯坦放入了什麼他的湯。不管是什麼,廣義相對論仍然相當可靠。
我們知道這一點的方法之一是,當光沿著彎曲的時空傳播時,它也會隨之彎曲。這導致到達我們所有人的光線發生扭曲、拉伸、複製和放大,這種現象稱為重力透鏡。這種時空的怪異現像不僅是可觀察和可測量的,而且是。
但一組研究人員剛剛發現,使用相對論計算的預測時空曲率並不總是與我們使用來自目前正在繪製宇宙中數億個星系的調查。這並不意味著有什麼東西壞了——但它確實表明可能存在我們沒有考慮到的東西。
“到目前為止,暗能量調查數據已被用來測量宇宙中物質的分佈,”物理學家卡米爾·邦文解釋道瑞士日內瓦大學教授。 “在我們的研究中,我們使用這些數據來直接測量時間和空間的扭曲,使我們能夠將我們的發現與愛因斯坦的預測進行比較。”
這暗能量調查這是一項國際合作項目,採用了安裝在智利托洛洛山美洲天文台 4 公尺長的 Victor M. Blanco 望遠鏡上的強大光學儀器。顧名思義,它的主要任務是研究暗能量,即驅動宇宙的神秘力量。。
為此,該儀器一直在盡可能深入調查宇宙。這意味著它可以看到跨越多個時代的光,深入了解宇宙的歷史,觀察那些光已經傳播了數十億年到達我們的星系。
由法國圖盧茲大學天文學家艾薩克·圖圖索斯領導的一組研究人員意識到,他們可以利用這些豐富的數據來測試愛因斯坦對宇宙的物理描述的預測能力。他們專門測量了四個不同時期由於重力井造成的時空扭曲:大約 35 億年前、50 億年前、60 億年前和 70 億年前。
然後,他們將這些測量結果與愛因斯坦方程式預測的結果進行了比較。有趣的是,有些測量結果與預測完全一致——但並非全部。
「我們發現,在遙遠的過去——600 到 70 億年前——井的深度與愛因斯坦的預測非常吻合,」圖圖索斯說。解釋。 “然而,距離今天更近,350 到 50 億年前,它們比愛因斯坦預測的要淺一些。”
差異很小,但可能很重要。例如,這可能意味著最近宇宙中重力井的增長率較慢。此外,對時空膨脹的測量表明,宇宙的增長正在加速,並且在最近的過去加速得更快。
因此,這種差異可能表明暗能量驅動的宇宙加速與同一時期重力井的緩慢增長之間存在關聯。需要進行更多觀察來確認並補充團隊的發現。
“我們的結果表明,愛因斯坦的預測與測量結果有 3 西格瑪的不相容性。用物理學的語言來說,這樣的不相容閾值引起了我們的興趣,並要求進一步研究,”物理學家娜塔莎·格林說日內瓦大學的。
「但在現階段,這種不相容性還不足以證明愛因斯坦的理論無效。為此,我們需要達到 5 西格瑪的閾值。因此,有必要進行更精確的測量來證實或反駁這些初步結果,並找出這個理論在我們的宇宙中,在非常遠的距離上是否仍然有效。
該研究發表於自然通訊。