科學家首度發現：近期宇宙演化與愛因斯坦預測不符

星係資料分析顯示，近期宇宙的重力井深度低於預期，廣義相對論再受考驗；示意圖。（圖擷取自SciTechDaily）

據《每日科技網》（scitechdaily）報導，國際研究團隊分析“暗能量調查”（Dark Energy Survey）數據，首度發現愛因斯坦廣義相對論（General Relativity）在解釋近期宇宙演化時，可能需要修正，這項新發現為解開宇宙加速膨脹之謎投下新變數。

25年前，科學家發現宇宙正在加速膨脹，這個發現至今仍是物理學最大謎團之一。為解開這個謎題，瑞士日內瓦大學（UNIGE）與法國圖盧茲第三大學保羅．沙巴提耶分校（Université Toulouse III – Paul Sabatier）組成跨國研究團隊，透過分析“暗能量調查”的觀測數據，檢驗愛因斯坦廣義相對論的預測是否準確。

根據愛因斯坦理論，物質會扭曲時空，就像重物壓在彈性薄膜上會造成凹陷。這種由巨大天體重力造成的時空扭曲，稱為“重力井”。當光線經過這些不均勻的區域時，路徑會發生偏折，這種現象稱為“重力透鏡效應”，就像光線穿過玻璃透鏡時會改變方向，隻是這裡彎曲光線的是重力場，而非玻璃。

這項研究成果已發表於國際期刊《自然通訊》（Nature Communications）。研究團隊分析了約1億個星係的資料，觀測宇宙在35億、50億、60億和70億年前四個不同時期的狀態。令人意外的是，研究發現在較近期的宇宙（35億至50億年前），重力井的深度比愛因斯坦理論預測的還要淺；但在更久遠的過去（60億至70億年前），觀測結果則與理論預測相符。

日內瓦大學理論物理係副教授邦文（Camille Bonvin）表示：“過去『暗能量調查』的資料主要用於測量宇宙物質分布，但我們這次直接測量時空扭曲程度，得以與愛因斯坦的預測進行比較。”

研究第一作者、圖盧茲第三大學天體物理研究所助理天文學家圖圖索斯（Isaac Tutusaus）指出，這個發現顯示廣義相對論在描述宇宙大尺度結構時，可能需要進一步修正和完善。這項研究成果不僅有助於解開宇宙加速膨脹之謎，更可能改寫我們對宇宙演化的認識。