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一個國際科研團隊最近報告說，他們通過觀測“引力透鏡”效應(yīng)，確認愛因斯坦的廣義相對論在星系尺度上也成立。這是迄今在太陽系外對廣義相對論進行的最精確檢驗。

廣義相對論問世100多年以來，已經(jīng)在太陽系內(nèi)部得到了精確驗證，但更大尺度上的檢驗比較困難。新研究由英國樸茨茅斯大學(xué)、德國馬克斯·普朗克天文學(xué)研究所等機構(gòu)人員開展，論文發(fā)表在美國《科學(xué)》雜志上。

根據(jù)廣義相對論，引力作用會使光線彎折，就像經(jīng)過透鏡一樣。星系的巨大引力使其成為強有力的透鏡，地球觀測者透過它們觀察遙遠天體時，會看到光源發(fā)散成環(huán)狀，稱為“愛因斯坦環(huán)”。

研究小組選取了離地球最近的一個強“引力透鏡”——星系ESO 325-G004，它離地球近5億光年，在美國航天局哈勃太空望遠鏡拍攝到的照片中，其引力使一個遙遠星系呈現(xiàn)為近乎完整的“愛因斯坦環(huán)”。根據(jù)環(huán)的尺寸可以計算出“引力透鏡”彎折光線的能力，進而推算透鏡星系的質(zhì)量。

同時，研究人員利用歐洲南方天文臺設(shè)在智利的甚大望遠鏡觀察這個透鏡星系，根據(jù)其中恒星的運動特征計算星系質(zhì)量。兩種方法算出的質(zhì)量相同，顯示廣義相對論在星系尺度上也適用。

根據(jù)當前的標準宇宙模型，神秘莫測的暗能量占據(jù)了宇宙的大部分質(zhì)量。此前一些學(xué)者提出了與廣義相對論有所不同的引力理論，試圖拋開暗能量來解釋宇宙加速膨脹的現(xiàn)象，新研究顯示這些理論不成立。

人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了數(shù)百個強引力透鏡星系，但大多離地球太遠，難以通過觀察其中恒星來計算星系質(zhì)量。星系ESO 325-G004相對較近，因而可用于精確檢驗廣義相對論。