長期以來，引力被認(rèn)為是支配從下落的蘋果到繞軌道運行的行星運動的力，如今正在宇宙最大尺度上接受測試。對遙遠(yuǎn)星系團的新觀測證實，即使在浩瀚的宇宙距離上，引力的表現(xiàn)也完全符合牛頓和愛因斯坦的預(yù)測。圖片來源：Shutterstock

通過研究相距數(shù)億光年的星系團，賓夕法尼亞大學(xué)物理學(xué)家帕特里西奧加拉爾多及其合作者證明，牛頓和愛因斯坦所描述的引力定律仍然成立，這為不可見的暗物質(zhì)存在提供了有力證據(jù)。

在日常生活中，引力似乎很簡單。扔個蘋果，它就會下落。但在宇宙尺度上，引力卻成了科學(xué)最大的壓力測試之一。它支配著星系的形成、星系團的行為以及宇宙的整體結(jié)構(gòu)，但宇宙的某些運動仍然無法解釋。

這種長期存在的不匹配現(xiàn)象，正是促使賓夕法尼亞大學(xué)宇宙學(xué)家帕特里西奧A加拉爾多和他的合作者們提出一個基本卻深刻的問題：如果引力本身在宇宙最大尺度上表現(xiàn)不同會怎樣？

天體物理學(xué)一直被宇宙賬目中的巨大差異所困擾，加拉多表示。當(dāng)我們觀察恒星在星系內(nèi)的運行軌道，或是星系在星系團內(nèi)的運動方式時，一些天體的運行速度相對于它們所含的可見物質(zhì)總量來說，似乎快得離譜。

宇宙微波背景的光線穿過兩個星系團周圍的熱氣體，產(chǎn)生微小的扭曲，望遠(yuǎn)鏡可利用這些扭曲推斷星系團的運動方式。圖片來源：露西雷丁西蒙斯基金會

這種差異導(dǎo)致了兩種可能的解釋。要么存在大量未被觀測到的暗物質(zhì)，增加了引力影響，要么引力的基本方程需要修改。

基于阿塔卡馬宇宙學(xué)望遠(yuǎn)鏡（ACT）的數(shù)據(jù)