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在牛顿引力理论看来，引力是有质量物体对彼此施加的吸引力，但这种描述只是一种近似情况，有一些引力现象不符合万有引力定律，比如水星近日点进动。对此，在1915年，阿尔伯特·爱因斯坦提出了广义相对论（GR）来解释引力是如何发挥作用的——物体弯曲时空导致引力现象。从那时起，广义相对论通过了太阳系中一系列的验证测试，但是在巨大的天文尺度上并没有进行精确的测试。 自1929年以来，科学家就知道宇宙在膨胀，但在1998年，天文学家发现宇宙膨胀的速度比过去快。这个惊人的发现无法解释，除非宇宙主要是由一种叫做暗能量的奇异成分构成。然而，这种解释的前提依赖于广义相对论在宇宙尺度上是正确的引力理论。 为了对天文大尺度的引力进行精确测试，天体物理学家Thomas Collett博士主导的研究团队利用ESO 325-G004星系作为引力透镜。ESO 325-G004是Abell S0740星系团中最亮的星系，Abell S0740位于半人马座方向，距离地球4.5亿光年。 Abell S0740星系团 广义相对论预言，大质量天体会使时空扭曲，这意味着当光线经过一个星系附近时，光线的路径会被偏转。如果两个星系沿着我们的视线排列对齐，这就会产生一种叫做强引力透镜效应的现象，我们可以看到背景星系的多个图像。 如果我们知道前景星系的质量，那么多重像之间的分离量可以告诉我们广义相对论是否是星系尺度上的正确引力理论。一些强引力透镜是已知的，但大多数都太遥远，无法精确测量它们的质量，所以它们不能被用来精确地测试广义相对论。然而，ESO 325-G004星系是其中最接近的引力透镜。 Collett博士表示，他们使用甚大望远镜（VLT）数据来测量恒星在ESO 325- G 004中移动的速度，从而推断出这个星系中需有多少质量把这些恒星保持在轨道上。然后，把这种方法测出的质量与哈勃望远镜观测到的强透镜图像分离进行比较，这个结果就是广义相对论所预言的情况，精度为97%±9%。这是迄今为止，利用一个星系对广义相对论进行最精确的太阳系外测试。 引力透镜效应 该研究合著者之一、朴茨茅斯大学宇宙学和引力研究所负责人Bob Nichol教授表示，宇宙是一个神奇的地方，给我们提供这样的透镜，我们可以把它们用作实验室。通过世界上最强大的天文望远镜来挑战爱因斯坦，结果发现他是正确的，这不禁让人赞叹爱因斯坦的伟大理论。 目前，这项研究结果发表在《科学》（Science）杂志上。 |
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