最新數據使引力作用與廣義相對論獲更大尺度驗證

一個國際天文團隊利用暗能量光譜儀（DESI）的最新數據，成功追溯了宇宙結構在過去110億年間的成長歷程。這項研究標志著對宇宙大尺度上引力作用及廣義相對論的最精準測試，其成果計劃在2025年1月舉行的美國天文學會會議上公布。

DESI在對天空進行觀測。圖為2023年雙子座流星雨期間。圖片來源：基特峰國家天文臺等

DESI是一項國際合作項目，匯聚了全球超過70家機構900多名科學家，項目由美國能源部下屬勞倫斯伯克利國家實驗室負責管理。在廣義相對論中，引力被描述為天體質量和能量引起的時空彎曲。這種時空彎曲不僅解釋了行星繞太陽的運動，還描述了整個宇宙的結構和演化。而暗能量表現為一種排斥力，推動宇宙加速膨脹，使得星系之間的距離不斷拉大。

DESI團隊通過星系形成的速率發現，引力的作用模式與愛因斯坦的廣義相對論預測相吻合。這一發現不僅鞏固了當前的宇宙模型，同時也對試圖解釋宇宙加速膨脹等未解現象的修正引力理論提出了更為嚴格的限制。

該研究還對中微子質量設定了新的上限。中微子是唯一一種質量至今未能得到精確測定的基本粒子。根據DESI的數據分析，3種中微子的質量總和應低于0.071eV/c2，這比之前實驗所確定的最低值0.059eV/c2要高。

這項復雜的研究基于近600萬個星系和類星體的數據，使天文學家得以回溯至110億年前的情景。僅僅利用了一年的數據，DESI便實現了對宇宙結構增長最精確的整體測量，超越了以往歷時數十年的研究成果。

DESI安裝在美國國家科學基金會位于基特峰國家天文臺的望遠鏡上。目前，DESI正在進行為期5年的巡天任務，已進入第4年階段，目標是在項目結束時累積收集約4000萬個星系和類星體的信息。

DESI團隊現正對前3年獲取的數據進行分析，預期將于2025年春季發布關于暗能量及宇宙膨脹歷史的最新測量結果。DESI最近公布的結果，與先前顯示暗能量可能存在演變趨勢的實驗結論一致，這無疑為即將開展的分析工作增添了更多期待。