探索引力的“宇宙不平衡”

我们距离了解宇宙边缘的奥秘又近了一步。

一组研究人员在 滑铁卢大学 科学家和不列颠哥伦比亚大学发现了​​宇宙引力中可能存在的“宇宙故障”，这解释了它在宇宙层面上的奇怪行为。

过去 100 年来，物理学家一直依靠阿尔伯特·爱因斯坦的“广义相对论”来解释引力如何在整个宇宙中发挥作用。 无数测试和观察证明广义相对论是准确的，它表明引力不仅影响三个物理维度，还影响第四个维度：时间。

“这种重力模型对于从内窥镜检查到所有事情都至关重要 大爆炸 该项目的主要作者罗宾·韦恩 (Robin Wynn) 刚从滑铁卢大学数学物理专业毕业，他说：

全球范围内的挑战

“但是，当我们试图在宇宙层面、星系团层面以及更远的层面上理解引力时，我们会遇到与广义相对论的预测明显的矛盾。就好像引力本身已经完全不再符合爱因斯坦的理论一样。我们称这种矛盾为“宇宙学故障”。”“当距离达到数十亿光年时，引力会减弱约 1%。”

二十多年来，物理学家和天文学家一直试图创建一个数学模型来解释广义相对论中明显的矛盾。 其中许多工作都是在滑铁卢进行的，滑铁卢在尖端引力研究方面有着悠久的历史，这些研究源于应用数学家和天体物理学家之间持续的跨学科合作。

历史背景和研究工作

“大约一个世纪前，天文学家发现我们的宇宙正在膨胀，”滑铁卢大学天体物理学教授、周界研究所研究员尼亚耶什·阿夫肖迪 (Niayesh Afshordi) 说。

“星系距离越远，它们移动的速度就越快，以至于它们看起来几乎以光速移动，这是爱因斯坦理论允许的最大速度，我们的发现表明，在相同的尺度上，爱因斯坦的理论也可能是这样的。不够。”

修改爱因斯坦的理论

研究小组的新“宇宙学故障”模型修改并扩展了爱因斯坦的数学公式，解决了一些宇宙学测量的不一致问题，同时又不影响广义相对论目前的成功应用。

“把它看作是爱因斯坦理论的一个脚注，”文说。 “一旦你到达宇宙领域，条款和条件就适用。”

阿夫肖迪说：“这个新模型可能只是我们开始解开时空谜题的第一个证据。”

这项名为“普遍重力缺陷”的研究出现在 宇宙学和天体粒子物理学杂志。

参考文献：Robin Y. Wen、Lucas T. Herget、Niayesh Afshordi 和 Douglas Scott 的“宇宙重力故障”，2024 年 3 月 20 日， 宇宙学与天体粒子物理学杂志。
号码：10.1088/1475-7516/2024/03/045