通过测量引力的速度，科学家将检验爱因斯坦的宇宙常数概念

在爱因斯坦引入一个被称为宇宙常数的数学元素近100年后，研究人员终于可以开始对它进行检验。

在最近检测到引力波之后，科学家们说，确定宇宙中引力的速度可以支持爱因斯坦的理论或其是否需要修正。如果发现引力波以光速传播，正如一些科学家们探讨说，这表明宇宙的加速膨胀不是由暗能量驱动的。

根据爱丁堡大学的一个团队，一项使用先进技术的新式计算可以使关于爱因斯坦理论的争论停息。 阿尔伯特·爱因斯坦首先介绍宇宙常数的概念来解释静态宇宙，但是在发现宇宙正在扩张之后抛弃了这个理论。

但是，近年来的研究人员发现，这种膨胀正在加速发展。这种理论仍然可以发挥作用，宇宙常数可能有助于解释暗能量。否则，宇宙加速膨胀意味着爱因斯坦的宇宙引力理论是不正确的。

科学家现在计划通过基于引力波的研究来计算引力速度。 这可以使用激光干涉引力波天文台（LIGO），它在2015年使用相距2000英里的双探测器，第一次探测到了引力波。他们说：“实验可能支持理论，也可能反驳理论”。

如果引力波——穿过宇宙的时空涟漪——被发现以光速传播，那么就不需要另外的引力理论。这意味着暗能量也将被排除作为解释，从而支持爱因斯坦的理论。 但是，如果引力波的速度不同于光的速度，爱因斯坦的理论必须修改。

上图为LIGO探测到的双黑洞碰撞产生的引力波示意图，这为宇宙研究打开了新的大门

什么是暗能量？

暗能量是物理学家用来描述一个神秘的“东西”的短语，它正在宇宙中引起不寻常的事情发生。

调查暗能量的科学家Kathy Romer博士说：“宇宙不仅在膨胀，而且随着时间的推移越来越快。我们期望的是，随着时间的推移，膨胀会变得越来越慢，因为自宇宙大爆炸以来，已经有近140亿年了。”

图为全天空的微波辐射，黄色区域显示在大爆炸创造的遗留辐射

通过建立一个状态方程，将能让研究人员了解到究竟是什么东西正在弥补这个神秘的力量。

目前，最受欢迎的候选称为“宇宙常数”。但是，尽管它的简单，宇宙常数也不是科学家所期望的“东西”，Romer博士说：“一个宇宙常数使物理学的其他部分变得混乱。”

研究人员计划今年进行这个理论的实验，有望在爱因斯坦理论诞生100周年之际解决这个谜题。爱丁堡大学物理与天文学学院的Lucas Lombriser博士说：“最近的直接引力波探测为我们的宇宙开辟了一个新的观测窗口，我们的结果指导我们解决物理学中最根本的问题之一。”

光的传播速度有多快？

当穿过真空时，光以被称为光子的能量包形式行进。科学家们测量了真空中的光速，将其值定为略低于每秒30万公里。 但是当光通过不同的介质，如玻璃、水、甚至空气时，光速会变慢。

物理学家认为，在早期的宇宙中，光可能走得更快，到达了我们如今可见宇宙的外边缘。他们声称，在宇宙大爆炸之后不久光速可能更快，然后减速至目前的速度。

如果他们的计算可以匹配宇宙微波背景的观测，那么把光速视为恒定的爱因斯坦理论可能需要更新。