Được xuất bản vào năm 1915, thuyết tương đối rộng (GR) của Einstein đã vượt qua thử nghiệm lớn đầu tiên chỉ vài năm sau đó, khi sự lệch hướng hấp dẫn của ánh sáng đi qua gần Mặt trời được quan sát thấy trong nhật thực năm 1919.
Năm 1960, GR đã vượt qua thử nghiệm lớn đầu tiên trong phòng thí nghiệm, tại đây trên Trái đất; thí nghiệm Pound-Rebka. Và trong chín thập kỷ kể từ khi xuất bản, GR đã vượt qua thử nghiệm sau khi thử nghiệm, luôn luôn có màu sắc bay (kiểm tra đánh giá này để có một bản tóm tắt xuất sắc).
Nhưng các thử nghiệm luôn nằm trong hệ mặt trời, hay nói cách khác là gián tiếp.
Bây giờ một nhóm do các nhà khoa học của Đại học Princeton dẫn đầu đã thử nghiệm GR để xem liệu nó có đúng ở quy mô vũ trụ hay không. Và, sau hai năm phân tích dữ liệu thiên văn, các nhà khoa học đã kết luận rằng lý thuyết Einstein Einstein hoạt động tốt ở những khoảng cách rộng lớn như ở các khu vực không gian địa phương hơn.
Các nhà khoa học phân tích hơn 70.000 thiên hà chứng minh rằng vũ trụ - ít nhất là cách Trái đất tới 3,5 tỷ năm ánh sáng - được chơi theo các quy tắc do Einstein đặt ra trong lý thuyết nổi tiếng của ông. Mặc dù GR đã được cộng đồng khoa học chấp nhận trong hơn chín thập kỷ, cho đến nay, không ai kiểm tra lý thuyết này một cách kỹ lưỡng và mạnh mẽ ở khoảng cách và quy mô vượt ra ngoài hệ mặt trời.
Reinabelle Reyes, một sinh viên tốt nghiệp Princeton tại Khoa Khoa học Vật lý Thiên văn, cùng với các đồng tác giả Rachel Mandelbaum, một học giả nghiên cứu, và James Gunn, Giáo sư Thiên văn học của Eugene Higgins, đã đưa ra đánh giá của họ trong ấn bản Tự nhiên ngày 11 tháng 3.
Các nhà khoa học khác hợp tác trên bài báo bao gồm Tobias Baldauf, Lucas Lombriser và Robert Smith của Đại học Zurich và Uros Seljak của Đại học California-Berkeley.
Các kết quả rất quan trọng, họ nói, bởi vì họ đưa ra các lý thuyết hiện tại giải thích hình dạng và hướng của vũ trụ, bao gồm các ý tưởng về năng lượng tối, và xua tan một số gợi ý từ các thí nghiệm gần đây khác rằng thuyết tương đối rộng có thể sai.
Tất cả các ý tưởng của chúng ta trong thiên văn học đều dựa trên phép ngoại suy thực sự to lớn này, vì vậy bất cứ điều gì chúng ta có thể làm để xem liệu điều này có đúng hay không trên các thang đo này là vô cùng quan trọng, ông Gun Gunn nói. Voi Nó thêm một viên gạch nữa vào nền tảng làm nền tảng cho những gì chúng ta làm.
GR là một, trong hai, các lý thuyết cốt lõi làm nền tảng cho tất cả các vật lý thiên văn và vũ trụ học đương đại (cái còn lại là Mô hình chuẩn của vật lý hạt, một lý thuyết lượng tử); nó giải thích mọi thứ từ hố đen đến Big Bang.
Trong những năm gần đây, một số lựa chọn thay thế cho thuyết tương đối rộng đã được đề xuất. Những lý thuyết về trọng lực được sửa đổi này xuất phát từ thuyết tương đối rộng trên quy mô lớn để tránh sự cần thiết của năng lượng tối, vật chất tối hoặc cả hai. Nhưng bởi vì những lý thuyết này được thiết kế để phù hợp với dự đoán của thuyết tương đối rộng về lịch sử giãn nở của vũ trụ, một yếu tố là trung tâm của công việc vũ trụ học hiện nay, nó trở nên quan trọng để biết lý thuyết nào là đúng, hoặc ít nhất là đại diện cho thực tế là tốt nhất có thể được xấp xỉ.
Chúng tôi biết rằng chúng tôi cần phải xem xét cấu trúc quy mô lớn của vũ trụ và sự phát triển của các cấu trúc nhỏ hơn tạo ra nó theo thời gian để tìm hiểu, theo ông Rey Reyes. Nhóm nghiên cứu đã sử dụng dữ liệu từ Khảo sát bầu trời kỹ thuật số Sloan (SDSS), một dự án kính viễn vọng đa tổ chức dài hạn, lập bản đồ bầu trời để xác định vị trí và độ sáng của hàng trăm triệu thiên hà và quasar.
Bằng cách tính toán sự tập hợp của các thiên hà này, kéo dài gần một phần ba đường đến rìa vũ trụ và phân tích vận tốc và biến dạng của chúng từ vật liệu can thiệp - do thấu kính yếu, chủ yếu là do vật chất tối - các nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằng Einstein lý thuyết giải thích vũ trụ gần đó tốt hơn so với các lý thuyết thay thế về trọng lực.
Các nhà khoa học Princeton đã nghiên cứu ảnh hưởng của lực hấp dẫn lên các thiên hà SDSS và các cụm thiên hà trong thời gian dài. Họ đã quan sát cách lực lượng cơ bản này thúc đẩy các thiên hà tụ lại thành các tập hợp thiên hà lớn hơn và cách nó định hình sự giãn nở của vũ trụ.
Quan trọng, bởi vì thuyết tương đối đòi hỏi độ cong của không gian bằng với độ cong của thời gian, các nhà nghiên cứu có thể tính toán liệu ánh sáng có bị ảnh hưởng với số lượng bằng nhau hay không, vì lẽ đó là nếu thuyết tương đối rộng có đúng hay không.
Đây là lần đầu tiên thử nghiệm này được thực hiện, vì vậy nó là một bằng chứng về khái niệm, theo Mand Mandbabaum. Có những cuộc điều tra thiên văn khác được lên kế hoạch trong vài năm tới. Bây giờ chúng tôi biết thử nghiệm này hoạt động, chúng tôi sẽ có thể sử dụng nó với dữ liệu tốt hơn sẽ sớm có sẵn để hạn chế chặt chẽ hơn lý thuyết về trọng lực.
Tăng cường sức mạnh dự đoán của GR có thể giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn về việc liệu các mô hình vũ trụ hiện tại có ý nghĩa hay không, các nhà khoa học cho biết.
Bất kỳ thử nghiệm nào chúng ta có thể làm trong việc xây dựng sự tự tin của mình trong việc áp dụng những điều lý thuyết rất đẹp này nhưng chưa được thử nghiệm trên các thang đo này là rất quan trọng, theo Gun Gunn. Đây chắc chắn sẽ giúp ích khi bạn đang cố gắng làm những việc phức tạp để hiểu các nguyên tắc cơ bản. Và đây là một điều rất, rất, rất cơ bản.
Đồng tác giả Uros Seljak, giáo sư vật lý và thiên văn học tại UC Berkeley cho biết, điều tuyệt vời khi đi đến thang đo vũ trụ là chúng ta có thể kiểm tra bất kỳ lý thuyết hấp dẫn đầy đủ nào khác, bởi vì nó sẽ dự đoán những điều chúng ta quan sát được. và một nhà khoa học tại Phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Berkeley hiện đang nghỉ phép tại Viện Vật lý lý thuyết tại Đại học Zurich. Những lý thuyết thay thế không yêu cầu vật chất tối sẽ thất bại trong các thử nghiệm này.
Nguồn: Các nhà khoa học của Princeton nói rằng lý thuyết của Einstein áp dụng ngoài hệ mặt trời. (Đại học Princeton), Nghiên cứu xác nhận tính tương đối tổng quát trên quy mô vũ trụ, sự tồn tại của vật chất tối tối (Đại học California Berkeley), xác nhận thuyết tương đối rộng trên quy mô lớn từ yếu thấu kính và vận tốc thiên hà tinh (Bản in, bản in arXiv)
