爱因斯坦关于万有引力如何作用的预言在宇宙尺度上得到了验证

研究合作与见解

英国多所大学参与了DESI的最新研究成果，包括朴茨茅斯大学、杜伦大学和伦敦大学学院。

今天，DESI合作团队在在线资料库arXiv上发布了多篇论文，分享了他们的研究成果。

朴茨茅斯大学宇宙学与引力研究所副教授塞沙德里-纳达图尔（SeshadriNadathur）博士领导的小组进行了新的分析。

纳达图尔博士说："我们通过DESI收集到的数据让我们能够测量星系如何聚集在一起的微妙模式。真正令人兴奋的是，我们不仅可以利用这些模式来测量宇宙膨胀的速度，甚至还可以检验我们对引力本身的理解！到目前为止，广义相对论还保持得很好，但我们在暗能量方面看到了一些惊喜。"

探索基础物理学问题

朴茨茅斯大学博士生内森-芬德利（NathanFindlay）也领导了部分工作，对分析中的一些不确定性进行量化。他说:"我们可以通过DESI的这些数据了解暗物质、暗能量、宇宙的历史和命运，甚至是正确的万有引力理论--所有这些物理学中的基本问题--这真是令人难以置信。能够参与其中，我感到非常兴奋。"

在宇宙学尺度上测试引力

法国国家科学研究中心（CNRS）核与高能物理实验室（LPNHE）的宇宙学家PaulineZarrouk博士是这项新分析的共同负责人。

扎鲁克博士曾是杜伦大学计算宇宙学研究所的博士后研究员，现在是该研究所的学术访问学者："广义相对论已经在太阳系的尺度上得到了很好的验证，但我们还需要验证我们的假设是否在更大的尺度上有效。

"研究星系形成的速度可以让我们直接检验我们的理论，到目前为止，我们与广义相对论在宇宙学尺度上的预测是一致的"。

中微子质量与星系聚类

由杜伦大学研究人员威廉-埃尔伯斯博士（WillemElbers）和卡洛斯-弗伦克教授（CarlosFrenk）共同领导的对DESI数据的详细分析，为中微子的质量提供了新的上限。

中微子对星系聚类模式的影响微乎其微，但这可以通过DESI数据的质量来测量。中微子实验室实验为中微子质量设定了一个下限；值得注意的是，DESI中的星系分布为这个质量设定了一个上限，这个上限现在非常接近下限，其值约为电子质量的千万分之一。

杜伦大学是DESI合作项目的重要成员之一，同时还设计和建造了光纤系统，将光线输送到DESI的光谱仪上。杜伦大学的科学家们还对宇宙进行了超级计算机模拟，这对解读DESI的数据至关重要。

DESI团队成员、杜伦大学计算宇宙学研究所的卡洛斯-弗伦克（CarlosFrenk）教授说："广义相对论是物理学中最优雅、最深刻的理论之一。宇宙似乎符合它的戒律，这确实了不起，证明了爱因斯坦的才华，也证明了那些设计出方法来检验它的天文学家的才华。"

"同样令人瞩目的是，DESI为中微子质量这一长期未解之谜带来了启示。这些微小的基本粒子质量非常小，但它们共同产生的引力却影响着星系在太空中的移动和聚集。DESI数据集的规模和质量都是前所未有的，这使得探测这种微小的影响成为可能，这让宇宙学家和粒子物理学家都非常兴奋。"

DESI对物理学和宇宙学的贡献

DESI包含5000个光纤"眼睛"，每个"眼睛"可以在20分钟内收集一个星系的光线。伦敦大学洛杉矶分校的研究人员也是DESI合作项目的重要成员之一，他们帮助设计、组装和建造了DESI的光学校正器--六个透镜，最大的直径达1.1米，将光线聚焦到"眼睛"上。

今年4月，DESI绘制了迄今为止最大的宇宙三维地图，并揭示了暗能量可能随时间演变的蛛丝马迹。

四月份的分析结果研究了星系集群的一个特殊特征，即重子声振荡（BAO）。新的分析被称为"全形分析"，它扩大了分析范围，从数据中提取更多信息，测量星系和物质在整个空间不同尺度上的分布情况。

与之前的研究一样，今天的研究结果采用了一种技术，直到最后才向科学家们公布结果，从而减少了任何无意识的偏见。

有关这一发现的更多信息

DESI是一台尖端仪器，能够同时捕捉5000个星系的光线。它由美国能源部科学办公室资助设计、建造和运行。

DESI位于亚利桑那州，安装在基特峰国家天文台的尼古拉斯-U-马约尔4米望远镜上，是美国国家科学基金会NOIRLab计划的一部分。DESI是一项为期五年的调查项目，目前已进入第四年，目标是在项目结束前收集约4000万个星系和类星体的数据。

合作小组目前正在分析调查前三年收集到的数据，计划在2025年春季之前发布有关暗能量和宇宙膨胀历史的最新测量结果。今天的扩展结果与早先暗示暗能量正在演变的发现相一致，进一步增强了人们对下一阶段分析的期待。

DESI的合作者们深知，他们的研究是在IolkamDu'ag（基特峰）上进行的，而基特峰对托霍诺-奥德汉姆族（TohonoO'odham）具有深远的文化意义。

编译自/ScitechDaily