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最精确星系重力透镜效应研究,再次强化爱因斯坦是对的

2018-06-30 23:33:04 网络整理 阅读:198 评论:0

【Technews科技新报】广义相论预言大质量物体可以扭曲时空本身结构,因此当远方光线通过一个星系时,光的路径会沿着弯曲重力场发生偏转。现在,天文学家进行了迄今为止最精确的太阳系外时空曲率研究,计算出距离我们仅 4.5 亿光年的 ESO 325-G004 星系其质量与爱因斯坦环半径,以更大的天文尺度证明广义相对论是正确的。

自 1916 年犹太物理学家爱因斯坦的广义相对论出版以来,科学家就开始进行各种光基于重力场而发生偏转的实验。英国天体物理学家亚瑟‧爱丁顿(Arthur Eddington)于 1919 年 5 月 29 日率队在西非普林西比岛观测日全食,趁此机会拍摄太阳附近的星光,发现星星视位置略为改变,成为第一个以证据验证广义相对论的人,为当时科学界重大事件(根据广义相对论,太阳的重力会扭曲附近时空,导致光线弯曲)。

不过到目前为止,科学家都只在太阳系内对广义相对论进行精确验证,虽然也有找到几百个有机会形成爱因斯坦环的强重力透镜(strong gravitational lenses)区域,但大多数都距离太远而无法精确测得质量。

直到最近,由英国朴茨茅斯大学天体物理学家 Thomas Collett 领导的团队,利用两种方法分析距离我们仅 4.5 亿光年远的 ESO 325-G004 星系,以目前最高精确度再次确定,广义相对论于太阳系外的更大尺度上仍未失效──虽然多数人不会对这次实验感到太惊讶。

第一种方法是利用欧洲太空总署位于智利的甚大望远镜(VLT),以都卜勒效应(Doppler effect)测量星系中恒星移动的速度;第二种方法是利用美国太空总署(NASA)的哈伯太空望远镜,测量由该星系扭曲背景光源后所形成的爱因斯坦环半径,,由于环半径与光的偏转成比例,因此可得知星系的时空曲率有多大。

最精确星系重力透镜效应研究,再次强化爱因斯坦是对的

▲ 团队利用两架望远镜数据测量星系质量。(Source:欧洲太空总署)

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