科学家首次证实广义相对论 爱因斯坦是对的

宇宙尺度的验证：广义相对论在星系团中的实证之旅

研究人员近期在宏大的宇宙尺度上，对阿尔伯特·爱因斯坦的广义相对论进行了实证，涉及的数据来源于八千个遍布宇宙的星系团，包括著名的艾贝尔星系团。这一大胆的验证之旅，旨在揭示引力如何扭曲周围的时间和空间，这一理论在宇宙尺度上的真实表现如何。

广义相对论是一个深奥且令人着迷的理论，它的验证不像我们在二楼窗台上迈一步那么简单。它预测，一个物体的引力能够产生时间和空间的扭曲。尽管我们在太阳系的尺度上已经验证了这一理论，但在更宏大的宇宙尺度上对其进行验证，一直是一项充满挑战的任务。幸运的是，一支丹麦的天体物理学家研究团队勇敢地接受了这一挑战。

由哥本哈根大学尼尔斯波尔研究所的Radek Wojtak领导的研究团队，着手检验广义相对论的一个关键预言：光在摆脱引力场时会失去能量。他们发现，随着光子从强大的星系团中心逃离，它们失去的能量比从星系团边缘逃离的光子要多。这是因为星系团中心的引力最为强大。这种现象被称为引力红移，导致来自星系团中心的光波长变长，转向光谱的红端。

为了解决这个问题，Wojtak和他的同事从“斯隆数字巡天”中采集了八千个星系团的数据进行平均处理。他们希望通过研究星系团中众多星系的红移分布特征，而不是单独关注某个星系的红移，来检测引力红移。这一策略使他们能够观察到，来自星系团的光确实根据距离星系团中心的远近产生相应的红移，与广义相对论的预测相符。

这一重要的发现不仅在学术上证明了广义相对论的准确性，而且为理解我们的宇宙提供了新的视角。它支持了宇宙的λ-冷暗物质模型，即大部分宇宙由不与常规物质相互作用的暗物质组成。这一发现还为暗能量的存在提供了佐证，那是一种似乎要将宇宙分开的神秘力量。

美国普林斯顿大学的天体物理学家David Spergel对Wojtak及其同事的工作给予了高度评价。他称赞该团队巧妙地结合了大量的星系团数据，以探测到一个微妙的效应。Spergel表示，“这是爱因斯坦的又一次胜利……这项基于星系团的研究表明，虽然我们生活在一个充满暗物质和暗能量的神秘宇宙中，但爱因斯坦的引力理论在宇宙的大尺度上依然屹立不倒。” 这一发现无疑为我们揭示了宇宙的更深层次的奥秘。