一个多世纪以来,天文学家都知道宇宙自从。在最初的80亿年中,自重力阻止它以来,扩张率相对一致。
但是,多亏了像这样的任务哈勃太空望远镜从那以后,天文学家已经了解到,大约50亿年前的扩张速度一直在加速。
这导致了广泛接受的理论,即神秘力量是在扩展背后的(称为),尽管有些人坚持认为重力可能随着时间的流逝而改变。
这是一个有争议的假设,因为这意味着爱因斯坦的相对论一般理论(从周日开始已经验证了九种方式)是错误的。
但是根据国际的一项新研究暗能量调查(DES)合作,在整个宇宙历史上,重力的性质保持不变。
这些发现很快就在两个下一代太空望远镜之前(南希·格雷斯·罗曼(Nancy Grace Roman)和欧几里得)被发送到空间,以进行更精确的重力测量及其在宇宙进化中的作用。
DES合作包括来自美国,英国,加拿大,智利,西班牙,巴西,德国,日本,意大利,澳大利亚,挪威,挪威和瑞士的大学和学院的研究人员。
他们的三年级的发现在国际粒子物理与宇宙学会议(Cosmo'22),于8月22日至26日在里约热内卢举行。
他们也被题为“黑暗能源调查3年结果:对lambda CDM扩展的限制,并具有弱透镜和星系簇的限制“这出现在《美国物理学报》杂志上物理评论d。
爱因斯坦的他在1915年完成了最终确定的,描述了时空的曲率如何在存在的存在下改变。
一个多世纪以来,该理论已经准确地预测了我们宇宙中的几乎所有内容,的轨道和引力镜头的存在。
但是在1960年代和1990年代之间,发现了两个差异,这使天文学家怀疑爱因斯坦的理论是否正确。首先,天文学家指出,大型结构(例如星系和星系簇)的重力作用与观察到的质量不符。
这引起了这样的理论,即空间充满了无形的质量,该质量与“正常”(又称“发光”或可见的)物质相互作用。同时,观察到的宇宙的扩展(以及如何加速)引起了暗能的理论和lambda冷的理论(Lambda CDM)宇宙学模型。
冷暗物质是一种解释,该质量由大型,缓慢的颗粒组成,而Lambda代表暗能量。从理论上讲,这两种力量占宇宙总质量能量含量的95%,但所有寻找直接证据的尝试都失败了。
唯一可能的替代方法是需要修改相对论以解决这些差异。为了找出是否是这种情况,DES的成员使用了Victor M. Blanco 4米望远镜在CERRO TELOLO间天文台在智利,观察最多50亿光年的星系。
他们希望确定重力在过去的50亿年中(自加速度开始)还是宇宙距离上是否有所不同。他们还咨询了来自其他望远镜的数据,包括ESA的普朗克卫星,一直在映射(CMB)自2009年以来。
他们密切关注他们看到的图像如何由于暗物质(重力镜片)引起的细微扭曲。作为第一个图像从詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)说明,科学家可以通过分析重力镜片扭曲时空的程度来推断重力强度。
到目前为止,DES协作已经测量了超过1亿个星系的形状,并且观察结果都与什么相符预测。好消息是爱因斯坦的理论仍然存在,但这也意味着暂时存在黑暗能量的奥秘。
幸运的是,天文学家将不必等待很长时间才能获得新的和更详细的数据。首先,有ESA的欧几里得任务最迟将于2023年推出。该任务将绘制宇宙的几何形状,从过去80亿年来衡量暗物质和暗能量的影响。
到2027年5月,NASA的Nancy Grace Roman太空望远镜将加入,该望远镜将追溯到110亿年。这些将是有史以来最详细的宇宙学调查,并有望为Lambda-CDM模型提供最引人注目的证据。
正如研究合着者Agnèsferté作为JPL的博士后研究人员进行了研究,他在最近的一次NASA新闻稿:
“随着测量越来越精确,仍然有挑战爱因斯坦的重力理论的空间。但是,在为欧几里得和罗马做好准备之前,我们还有很多事情要做。因此,我们必须继续与世界各地的科学家在这个问题上合作,就像我们对黑暗能源调查一样。”
此外,韦伯对宇宙中最早的恒星和星系提供的观察将使天文学家从最早的时期绘制宇宙的演变。这些努力有可能回答宇宙中一些最紧迫的奥秘。
其中包括相对论和观察到的宇宙的质量和膨胀是如何重合的,但也可以洞悉重力和宇宙的其他基本力(如量子力学所描述) - a一切理论(脚趾)。
如果有一件事是当前天文学时代的特征,那就是长期调查和下一代工具的方式来测试迄今为止的理论内容。
这些可能导致的潜在突破肯定会让我们感到高兴和困惑。但最终,他们将彻底改变我们看待宇宙的方式。