愛因斯坦最著名的理論剛剛通過了有史以來最大的挑戰(zhàn)

阿爾伯特·愛因斯坦 （Albert Einstein） 在 20 世紀初為描述物理宇宙的引力運作而設(shè)計的數(shù)學仍然很強大。

在最大的測試之一廣義相對論迄今為止，一個龐大的天文學家團隊已經(jīng)繪制了宇宙 110 億年歷史中近 600 萬個星系的分布圖。

引力將這些星系沿著宇宙網(wǎng)的鏈聚集在一起，抵抗宇宙膨脹的向外拉力，以及網(wǎng)隨時間演變的方式，與愛因斯坦著名理論的預(yù)測完全一致。

這也許是迄今為止對廣義相對論的最大規(guī)模的測試，跨越了宇宙 138 億年歷史的大部分時間——這意味著該理論在最大的尺度上都站得住腳，而且最小的.

研究結(jié)果已提交發(fā)布，并可在三個新的預(yù)印本提前上傳到 arXiv同行審查.

“廣義相對論已經(jīng)在太陽系的尺度上得到了很好的測試，但我們也需要測試我們的假設(shè)在更大的尺度上是否有效?！?a>宇宙學家 Pauline Zarrouk 說法國國家科學研究中心。

“研究星系形成的速度可以讓我們直接測試我們的理論，到目前為止，我們正在與廣義相對論在宇宙學尺度上的預(yù)測一致。”

引力是宇宙運作方式的基礎(chǔ)。我們不知道它是什么或為什么是它，只是有質(zhì)量的物體往往會吸引其他有質(zhì)量的物體;吸引力的強度與質(zhì)量成正比;并且它改變了圍繞質(zhì)量的時空幾何。

它的行為也像是將宇宙拉在一起的膠水。由暗物質(zhì)跨越整個 Universe某種 Web;宇宙中的大部分物質(zhì)都沿著股以及這個宇宙網(wǎng)的節(jié)點。

它是可預(yù)測的和可測量的，而且到目前為止，廣義相對論的制約和定義非常好。但是，發(fā)現(xiàn)理論中的缺陷可能會揭示一些非常棘手的問題的解決方案，例如量子力學和經(jīng)典物理學之間不可調(diào)和的差異。因此，科學家們不斷探究它，看看宇宙的內(nèi)容是否在所有尺度上看起來都像廣義相對論所說的那樣。

這就把我們帶到了勞倫斯伯克利國家實驗室領(lǐng)導暗能量光譜儀器 （DESI） 是一個龐大的國際合作項目，目前正在努力繪制可觀測宇宙的地圖，以解開其最大的秘密。它一直在運行自 2019 年起;新結(jié)果基于對 Instrument 獲得的第一年數(shù)據(jù)的詳細和擴展分析。

DESI Collaboration 使用這些數(shù)據(jù)對宇宙歷史上的 570 萬個星系和類星體進行了艱苦的調(diào)查，繪制了從 110 億年前的早期宇宙開始，它們在宇宙網(wǎng)上的生長、演化和分布。

他們使用廣義相對論來預(yù)測宇宙網(wǎng)的增長和分布，并發(fā)現(xiàn)我們生活的宇宙在史詩般的宇宙尺度上表現(xiàn)了相對論所說的應(yīng)該有的樣子。增加更多的引力，或者帶走一些引力，宇宙看起來就不再一樣了。

該結(jié)果是在今年早些時候的一篇論文之后得出的，該論文測量了宇宙的膨脹率基于聲波的宇宙遺跡，當彌漫在早期宇宙中的原子霧散去時，這些聲波會凍結(jié)。DESI 合作組織希望正在進行的努力將繼續(xù)揭示宇宙的演化，進而揭示驅(qū)動宇宙的神秘力量。

“這是 DESI 第一次關(guān)注宇宙結(jié)構(gòu)的生長，”物理學家 Dragan Huterer 說密歇根大學的?！拔覀冋故玖艘环N巨大的新能力，可以探測修正的引力并改善對暗能量模型的約束。而這只是冰山一角。

結(jié)果還對中微子，一個如此“幽靈”的粒子，以至于我們一直無法精確稱重.

該調(diào)查仍在進行中，協(xié)作組織的工作也是如此。研究人員目前正在分析 DESI 運營前三年的數(shù)據(jù)。當該儀器完成工作時，它將收集超過 4000 萬個星系和類星體的數(shù)據(jù)。

最熱切的希望之一是它將有助于揭示暗物質(zhì)的本質(zhì)，即神秘的不可見物質(zhì)東西負責在宇宙中產(chǎn)生額外的引力;和暗能量，神秘的無形東西負責驅(qū)動宇宙的可變加速膨脹。

“暗物質(zhì)約占宇宙的四分之一，暗能量占另外 70%，我們真的不知道它們是什么。”物理學家 Mark Maus 說勞倫斯伯克利國家實驗室和加州大學伯克利分校。

“我們可以拍攝宇宙照片并解決這些重大的基本問題的想法令人興奮。”

該團隊的論文現(xiàn)已發(fā)布在預(yù)印本服務(wù)器 arXiv 上.

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