爱因斯坦的“最大的谎言”被证明是对的

这张哈勃图像显示了一对有旋臂的螺旋星系。这个双星系统位于天龙座，距离我们约3.5亿光年（1亿秒差距）。天文学家研究了这样的星系对，以确定宇宙的几何形状，从而揭示暗能量。

爱因斯坦称之为他最严重的错误，科学家们现在正依靠它来帮助解释宇宙。

1917年，阿尔伯特·爱因斯坦在他的广义相对论中插入了一个称为宇宙学常数的术语，以迫使方程组预测一个静止的宇宙，从而符合当时物理学家的想法。当宇宙实际上并不是静止的，而是在膨胀时，爱因斯坦放弃了这个常数，称之为他一生中“最大的错误”。

但最近，科学家们恢复了爱因斯坦的宇宙学常数（用希腊大写字母lambda表示），以解释一种被称为暗能量的神秘力量，这种力量似乎正在抵消引力，导致宇宙加速膨胀。

研究人员表示，一项新的研究证实，宇宙学常数最适合暗能量，并对其价值进行了迄今为止最精确的估计。这一发现来自对宇宙几何结构的测量，这表明我们的宇宙是平坦的，而不是球形或弯曲的。

宇宙几何

法国普罗旺斯大学的物理学家克里斯蒂安·马里诺尼和阿德琳·布齐发现了一种新的方法来测试暗能量模型，这种方法完全独立于之前的研究。他们的方法依靠对成对星系的远距离观测来测量空间的曲率。

马里诺尼告诉太空网：“这项工作最令人兴奋的方面是，我们没有插入外部数据。”这意味着他们的发现不依赖于其他可能有缺陷的计算。

研究人员通过研究宇宙的几何形状来探测暗能量。空间的形状取决于其中的东西，这是爱因斯坦广义相对论的启示之一，它表明质量和能量（同一硬币的两面）通过引力弯曲时空。

Marinoni和Buzzi开始通过测量宇宙的形状来计算宇宙的含量，即它包含了多少质量和能量，包括暗能量。

结果主要有三种选择。

物理学说，宇宙既可以像平面一样平坦，也可以像地球仪一样球形，或者像马鞍一样双曲面弯曲。先前的研究倾向于平面宇宙模型，这一新的计算方法也得到了认可。

平坦的宇宙

时空的几何结构会扭曲其中的结构。研究人员研究了成对相互环绕的遥远星系的观测结果，以寻找这种扭曲的证据，并利用扭曲的大小来追踪时空的形状。

为了发现星系对的形状被扭曲了多少，研究人员测量了每个星系的光有多少红移，也就是说，通过一个称为多普勒频移的过程向视觉光谱的红端移动，多普勒频移会影响移动的光或声波。

红移测量提供了绘制轨道星系对的方向和位置的方法。这些计算的结果指向一个平坦的宇宙。

Marinoni和Buzzi在11月25日的《自然》杂志上详细介绍了他们的发现。

了解暗能量

通过提供更多证据证明宇宙是平坦的，这些发现支持了暗能量的宇宙学常数模型，而不是相互竞争的理论，比如引力的广义相对论方程有缺陷。

马里诺尼说：“目前，我们已经获得了单一技术所能提供的最精确的λ测量值。”“我们的数据指向宇宙学常数，因为我们测量的λ值接近-1，如果暗能量是宇宙学常数，那么这个值就是预测的值。”

不幸的是，知道宇宙学常数是暗能量如何延伸到我们宇宙的最佳数学解释，对理解暗能量为什么存在毫无帮助。

苏格兰爱丁堡大学的Alan Heavens在同一期《自然》杂志的一篇文章中写道：“许多宇宙学家将确定暗能量和暗物质的性质视为十年来最重要的科学问题。”“我们对宇宙的了解涉及到将大量证据整合在一起，因此听到Marinoni和Buzzi测试宇宙学模型的新技术很有吸引力，尤其是因为它提供了对宇宙几何结构的非常直接和简单的测量。”