丹麦科学家将在宇宙尺度上验证相对论正确性

来源 :科技与生活 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yuxuan1991
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  研究人员对大约8 000个星系团发出的光进行测量分析。星系团是由引力维系起来的星系集群,一般拥有数千个成员星系,图像中每一个小光点就是一个星系。它们产生的强大引力场将会对它们自身发出的光产生影响
  
  在此之前,对引力红移的实际验证还仅仅停留在地球和太阳系其它天体的范围之内。而此次丹麦天文学家的工作首次在宇宙尺度上对相对论进行了验证。这样做的结果就是极大地扩展了理论验证的范围。观测的结果证明,爱因斯坦的广义相对论是正确的。
  
  天文学上所有的观测都有赖于恒星和星系发出的光,而根据广义相对论,这些发出的光线都将受到引力的影响。除此之外,对于这些天文学观测信息的判读也完全基于“相对论是正确的”这样一个前提之上。但是在此之前,我们一直都缺乏在比太阳系更加宏观的尺度上对相对论进行实验验证的能力。
  现在丹麦哥本哈根大学尼尔斯•玻尔研究所暗宇宙学中心的科学家们首次成功测量了从遥远星系团发出的光在抵达我们这里之前的路途中所受到的引力影响。观测的结果符合理论计算值,这也就验证了相对论的正确性。研究小组已经将他们的这一成果发表在了近期的《自然》杂志上。
  人类对于遥远宇宙中天体距离测量的主要手段是天体红移测量,红移的实质其实是一种多普勒效应,由于距离我们越远的天体的退行速度越大,它便会表现出更大的红移值。也就是说,红移值表达了在天体发出这束光子之后,其本体由于宇宙膨胀产生的后退速度。另外,根据爱因斯坦的广义相对论,这些光还会受到大质量天体,如星系团的引力影响,并产生引力红移。然而,在宇宙尺度上对星光表现出的引力红移进行精确的测量却从未进行过。
  哥本哈根大学尼尔斯•玻尔研究所暗宇宙学中心的天体物理学家拉迪克•伍德克(Radek Wojtak)说:“这真是太棒了!我们有幸生活在这样一个时代,我们第一次有技术能力去对宇宙引力红移效应进行测量。”
  聚光灯下的星系团
  伍德克和他的同事斯特恩•汉森(Steen Hansen)和詹斯•乔斯(Jens Hjorth)一起对大约8 000个星系团发出的光波数据进行了分析。星系团是由引力维系起来的星系集群,一般拥有数千个成员星系。它们聚合形成的强大引力效应会对它们发出的光产生
  影响。
  研究人员分别对位于星系团核心区域以及边缘区域的成员星系发出的光进行了研究,测量其波长数据。
  伍德克解释说:“我们能够对星系发出的光显示的微小红移差异进行探测。我们发现从星系团中央部位发出的光几乎是‘爬’着逃出星系团的引力场的,而相比之下,星系团边缘位置的成员星系发出的光逃逸起来就要容易得多。”
  随后研究人员对整个星系团的总质量进行计算并由此估算出其引力势。现在科学家们便能够借助这些数据,运用广义相对论原理计算星系团不同位置上光线受到的引力红移影响了。伍德克表示:“计算的结果显示,基于广义相对论进行的理论预测与实际观测数值精确吻合。我们对于星系团的观测显示光表现出的红移值和大质量天体引力场的强度呈反比关系。用这种方式,我们证明广义相对论原理是在正确的。”
  宇宙暗夜之光
  这一发现具有重要意义,因为它将帮助科学家们理解宇宙中的“黑暗”——神秘的暗物质和暗能量。
  当我们仰望星空,那漫天的繁星和望远镜中无数的星系、行星加在一起一共只构成了整个宇宙的4%,宇宙的其余部分是由我们看不见也摸不着的神秘物质组成的,这就是暗物质和暗能量。我们无法观察到它们,因为它们不发射也不反射光线。但是科学家们知道它们就在那里,因为它们会对周遭空间产生相应的引力作用,我们能感知这种引力的存在。没有人知道暗物质究竟是什么,但是通过对其引力强度的观测,我们知道它们的质量有多大。这一有关广义相对论的最新研究将不会改变目前对于暗物质存在的理论模型。
  宇宙的另一个重要组分是暗能量,根据理论模型,暗能量更加神秘,它就像是一种“真空”的存在,它加速宇宙的膨胀进程。根据基于爱因斯坦相对论的计算结果,宇宙中的暗能量应当占到整个宇宙的72%。但是也有人拒绝相信这个奇怪的理论,提出了许多不借助暗能量也能解释宇宙加速膨胀事实的模型。
  在大尺度上验证理论
  伍德克说:“现在我们已经在宇宙学的尺度上进行了验证,这证明了爱因斯坦的广义相对论是正确的。这也就意味着宇宙中存在暗能量的可能性很大。”从这个角度上来说,这项新的研究将让人类在最终认识暗物质和暗能量的道路上又邁出坚实的一步,并加深我们对可见宇宙本质的理解。
  (新浪科技)
其他文献
目的观察幽门螺杆菌(HP)相关萎缩性胃炎对常用抗生素的耐药性,并就克拉霉素、左氧氟沙星耐药菌株的耐药基突变点位进行分析,为临床治疗Hp相关萎缩性胃炎敏感抗生素的选择提供
为预防和减轻电站锅炉受热面积灰结渣,电厂普遍采用蒸汽或其它介质,定期对受热面积灰进行吹扫。由于受热面积灰与多种因素有关,具有不确定性,定期吹扫易造成吹灰不足或过度,
诞生于文学革命的“五四”新文学,以其全新的价值观念、表现形态和审美品格,显示出鲜明的现代特质。在这一文学历史的巨大变革中,周作人以其对新文学理论的倡导、对外国文学的译
笔者从自身的实践出发,就建筑物施工的给排水的注意事项及其排水管道施工作出相应的探讨。
目的探讨白内障超声乳化联合人工晶状体(IOL)植入术治疗原发性闭角型青光眼合并白内障的疗效,为患者诊疗提供依据。方法回顾性分析2018年1月至2020年3月高州市中医院眼科收治
为了解决建筑能耗监控系统中数据融合的问题,采用OPC技术进行数据通信。通过对OPC数据访问规范和通信方式的研究,给出了利用Delphi为开发工具实现OPC客户端应用程序的开发步骤,
主要针对目前汽车ABS系统采用逻辑门限值控制方式,它的缺点是系统的控制逻辑比较复杂,控制不够平稳,且以此方式完成的ABS装置各类车型之间的互换性很差。重点是设计一种新型的ABS检测系统的数据采集器,用于ABS检测系统中。在技术上实现在较大车速范围内对制动滑移率的动态检测,解决现有汽车ABS检测仪的轮速测量精度不高、响应带宽过窄等问题。
目的观察倍他乐克联合贝那普利治疗老年慢性稳定性心力衰竭(CHF)的临床疗效,并探讨其对患者心室重塑的影响。方法选择2018年1月至2020年1月在西安市北方医院就诊的老年CHF患
通常认为英语存在句中名词词组应该为非确指性。人们曾提出各种观点来解释这种确指限制产生的原因。然而大量例句表明,只要语境允许,所有种类的名词词组都可以用于存在句。至于
设计了基于MCS-51单片机的大容量(超64KB)数据存储器的扩展方案,采用具有19根地址线的大容量Flash芯片F29C51004作为扩展存储体。将数据线和地址线合并使用,对F29C51004进行分页