爱因斯坦预测了引力在最大尺度上如何发挥作用。新研究表明，他是对的

Josiah02 · 发表于 2024-11-28 00:32:45

1915 年，爱因斯坦提出广义相对论，彻底改变了我们看待宇宙的方式。他的引力模型表明，主导天文学和物理学超过三个世纪的牛顿引力只不过是一种更精妙、更优雅的模型的近似值。
爱因斯坦向我们展示了引力不仅仅是一种力量，更是宇宙结构的基础。爱因斯坦说，引力定义了空间和时间本身的结构。
但在过去的一个世纪里，我们对宇宙的了解远超爱因斯坦的想象。我们的一些观测结果，如引力透镜，清楚地证实了广义相对论，但其他观测结果似乎也给该模型带来了漏洞。星系的旋转运动与引力本身的预测不符，这导致天文学家引入了暗物质。
宇宙的膨胀并不稳定，而是在加速，这表明存在暗能量。对于一些天文学家来说，这表明需要一种新的模型。这种模型可以解释恒星和星系的运动，而不需要那些在实验室中未被发现的暗物质。最受欢迎的替代方案集中在修正引力理论上。
宇宙学的标准模型被称为 LCDM 模型。L（代表 lambda）是广义相对论中用来表示宇宙膨胀率的符号，代表暗能量，而 CDM 代表冷暗物质。该模型描述了一个膨胀的宇宙，它始于大约 137.8 亿年前的一个炎热、致密的状态。
这是一个由大约 5% 的普通物质、25% 的暗物质和 70% 的暗能量组成的宇宙。这是目前最受观测证据支持的模型。修正引力模型还有很长的路要走。要推翻 LCDM，他们必须考虑到它所预测的一切，并消除对暗物质和能量的需求。
观测证实了广义相对论和宇宙学标准模型的有效性。图片来源：DESI 合作组织。
今年，这座山变得更加陡峭。在暗能量光谱仪 (DESI) 合作组织发布并发布到arXiv预印本服务器的一系列出版物中，标准宇宙学模型已被证实与爱因斯坦模型完全一致。DESI 调查绘制了 110 亿年宇宙时间中的近 600 万个星系，让天文学家不仅可以看到星系如何聚集，还可以看到星系聚集如何随时间变化。这是迄今为止制作的最大的宇宙 3D 地图。
LCDM 模型对宇宙结构做出了非常严格的预测。如果暗能量是一种排斥力，而不是时空的固有属性，星系团的演化将与观测到的不同。如果暗物质是经过修改的引力的假象，星系团的规模将有所不同。
这项最新调查明确指出，修正引力模型站不住脚。调查结果强烈限制了哪些修正引力模型是可行的，并排除了目前提出的许多模型。根据这些新结果，爱因斯坦引力、暗物质和暗能量的标准宇宙学模型最适合观测到的宇宙。
仍有一些谜团需要解决，其中最重要的就是哈勃张力问题。也许一种新颖的修正引力模型将解开这个谜团并最终推翻爱因斯坦，但就目前而言，这位头发凌乱的天才仍然是山丘之王。

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