很難夸大廣義相對(duì)論的彈性。在其百多年的歷史中,它設(shè)法預(yù)測(cè)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出20世紀(jì)10年代實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ臇|西,并且它能夠承受科學(xué)家們所投入的每一個(gè)新測(cè)試。 通常情況下,科學(xué)家會(huì)研究物體彎曲太空結(jié)構(gòu)本身以確定其質(zhì)量的程度。一項(xiàng)新的實(shí)驗(yàn)顛倒了這一想法,使用已經(jīng)計(jì)算過(guò)的質(zhì)量來(lái)判斷廣義相對(duì)論的預(yù)測(cè)是否成功。劇透:他們做到了。但有趣的是,這一發(fā)現(xiàn)可能給那些希望解決宇宙其他某些奧秘的物理學(xué)家?guī)?lái)麻煩。 質(zhì)量可以扭曲空間的形狀本身是廣義相對(duì)論的基本組成部分??茖W(xué)家通過(guò)觀察太空中的重物(如星系團(tuán))如何扭曲繞過(guò)它們的光線,反復(fù)觀察它。科學(xué)家們?cè)?919年的日食期間首次發(fā)現(xiàn)了這一點(diǎn),在此期間,太陽(yáng)似乎略微改變了背景恒星的位置。他們?nèi)缃裨俅伟l(fā)現(xiàn)這種現(xiàn)象,現(xiàn)在知道重的前景物體可以使光線變得如此之大,以至于背景恒星和星系在天空中看起來(lái)像一個(gè)環(huán)。 研究人員使用其中一個(gè)“愛(ài)因斯坦環(huán)”進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。他們通過(guò)測(cè)量恒星的運(yùn)動(dòng)方式來(lái)計(jì)算前景星系的質(zhì)量,稱為ESO 325-G004。然后,他們計(jì)算了星系周?chē)膼?ài)因斯坦環(huán)的曲率,以確定它對(duì)周?chē)臻g的變形程度。描述質(zhì)量'彎曲效應(yīng)的屬性稱為“伽瑪”,理論預(yù)測(cè)它應(yīng)該等于1。 根據(jù)發(fā)表在“ 科學(xué)”雜志上的論文,科學(xué)家們計(jì)算得出這一數(shù)字為0.97,給出了可能的不確定性來(lái)源。換句話說(shuō),他們的觀察很好地與理論一致。 為什么我們需要繼續(xù)測(cè)試愛(ài)因斯坦?請(qǐng)記住,宇宙正在擴(kuò)張,而且這種擴(kuò)張正在加速。這是由一些被稱為暗能量的尚未解釋的力引起的。理論物理學(xué)家正在尋找對(duì)這種暗能量的一些解釋?zhuān)行┤瞬聹y(cè)也許有一個(gè)更宏大的理論,即時(shí)空曲率對(duì)于更大的事物而言是不同的。但是,至少對(duì)于這個(gè)星系來(lái)說(shuō),廣義相對(duì)論是成立的,并且過(guò)多調(diào)整伽瑪值的宏觀理論是行不通的。 科學(xué)家將繼續(xù)將廣義相對(duì)論置于探索實(shí)驗(yàn)之中。畢竟,在我們混亂的宇宙中仍然存在著引力的奧秘。 |
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