video: Dr Thomas Collett of the Institute of Cosmology and Gravitation at the University of Portsmouth, explains how they used a nearby galaxy as a gravitational lens to make a precise test of gravity on astronomical length scales. view more
Credit: University of Portsmouth
国际天文学家团队在我们自己的太阳系外进行了最精确的重力测试。
通过结合美国宇航局哈勃太空望远镜和欧洲南方天文台的超大望远镜所获得的数据，他们的结果显示，这个星系中的引力与阿尔伯特爱因斯坦的广义相对论预测的一致，证实了该理论在银河系尺度上的有效性。
1915年，爱因斯坦提出了他的广义相对论（GR）来解释重力如何工作。自那时以来，GR已经在太阳系内通过了一系列高精度测试，但在大型天文尺度上尚未对GR进行精确测试。
自1929年以来，人们就已经知道宇宙正在扩张，但是在1998年，两支天文学家团队表明宇宙现在比过去更快地扩张。这个令人惊讶的发现 - 2011年获得诺贝尔奖 - 无法解释，除非宇宙主要由一种称为暗能量的奇特成分组成。然而，这种解释依赖于GR是宇宙尺度上的正确的引力理论。测试重力的长距离特性对验证我们的宇宙学模型非常重要。
由朴茨茅斯大学宇宙学与引力研究所的Thomas Collett博士领导的一个天文学家小组利用附近的一个星系作为引力透镜，对天文长度尺度进行了精确的重力测试。
Collett博士说：“广义相对论预测，大量物体会使时空变形，这意味着当光线通过另一个星系时，光线的路径会发生偏转。如果两个星系沿着我们的视线对齐，就会产生一种现象，称为如果我们知道前景星系的质量，那么多个图像之间的分离量就可以告诉我们广义相对论是否是银河标度上的正确的重力理论。“
已知有几百个强烈的重力透镜，但是大多数太远而无法精确测量它们的质量，因此它们不能用于准确测试GR。然而，星系ESO325-G004是离地球5亿光年最近的镜头之一。
Collett博士继续说道：“我们使用智利超大望远镜的数据来测量恒星在E325中的移动速度 - 这让我们推断出E325必须有多少质量才能将这些恒星保持在轨道上，然后我们将这个质量到我们在哈勃太空望远镜观察到的强烈的透镜图像分离，结果就是GR预测的精度为9％，这是迄今为止最精确的GR测量，仅来自一个星系。“
“宇宙是一个了不起的地方，提供这样的镜头，然后我们可以用作我们的实验室，”宇宙学与引力研究所主任Bob Nichol教授团队成员补充道。 “使用世界上最好的望远镜来挑战爱因斯坦是很令人满意的，只有找到他是多么的正确。”
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这项研究今天在“科学”杂志上发表。这项工作由朴茨茅斯大学和英国科学和技术资助委员会资助。
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