記者2日從中科院云南天文臺獲悉,國際著名雜志《皇家天文學會月報》在線發表了該臺研究人員對一種修改引力——Rastall引力在星系尺度應用開展的理論分析和觀測約束研究,發現橢圓星系中,物質質量分布的基本假設是這種修改引力的自然結果。另外,研究人員利用118個橢圓星系的強引力透鏡樣本,對該引力的參數進行觀測約束,得到參數的分布范圍,發現其在星系尺度是合理的。
能動張量守恒是廣義相對論的基本假設,已在平直時空中得到驗證,而在彎曲時空中,基本假設可能不成立,因此,Rastall引力理論被提了出來,它賦予彎曲時空中能動張量一個新的性質,并引入兩個參數,使物質分布與時空結構之間存在相互作用。近年,Rastall引力在宇宙學和黑洞時空結構等方面有許多的應用研究,但它在星系尺度的應用研究卻空白,至今沒有相關的觀測來約束其參數。
基于既有理論,云南天文臺李瑞博士、王建成研究員等人推導了橢圓星系中的質量分布,發現該分布是冪律分布,其冪指數由兩個該引力參數確定,而基于廣義相對論卻得不到這樣的質量分布。他們發現,利用強引力透鏡現象并結合星系動力學,就可以推測冪指數。引力透鏡現象是星系或其他天體視線背景天體的光,在星系的引力影響下發生偏折,導致星系周圍出現背景天體的多個像或弧形像,星系就像一個透鏡,而背景天體的成像性質取決于星系質量及質量分布。因此,利用橢圓星系的強引力透鏡現象,再結合星系動力學,可以推測冪指數和約束該引力的參數,從而判斷Rastall引力理論的合理性,這為檢驗引力理論提供了新途徑。(記者趙漢斌 通訊員陳艷)
關鍵詞: Rastall引力理論