广义相对论遭挑战？若暗能量只是幻觉，科学家解析宇宙将何去何从

　　使用爱因斯坦的理论来解释宇宙学现象，例如宇宙的加速膨胀，需要大量神秘的暗能量。但是， 如果暗能量只是一种幻觉，而广义相对论本身必须被修改，那么宇宙将何去何从  ？
　　发表在《 物理评论快报》上的一项最新研究 ，提供了一种新的方法来回答这个问题。由于巨大的计算和数学努力，科学家们在广义相对论之外首次模拟了双中子星的合并，在宇宙尺度上重现了类似暗能量的行为。这使得我们可以将爱因斯坦的理论和修正后的版本进行比较。同时，有了足够精确的数据，就可以解开暗能量之谜。
　　大约100年来，广义相对论在描述各种各样的引力方面都非常成功，通过了地球和太阳系的所有实验测试。 然而，为了解释宇宙学观测，例 如观测到的宇宙加速膨胀，我们需要引入暗成分，比如暗物质和暗能量，尽管目前这仍然是一个谜。
　　意大利国际高等研究院（SISSA）的天体物理学家和微观尺度引力的首席研究员Enrico Barausse质疑暗能量是否真实，他认为：＂ 暗能量的存在可能只是一种幻觉， 宇宙的加速膨胀可能是由广义相对论的一些未知修正引起的，这是一种‘暗引力’ 。＂
　　中子星的合并为验证这一假设提供了一种独特的条件，因为它们周围的引力被推到了极致。 这位科学家认为：＂中子星是已知的密度最大的恒星，通常半径只有10公里，但质量是太阳质量的一到两倍，使得引力和它们周围的时空变得极端，当它们碰撞时，会产生大量的引力波。我们可以利用在这些事件中获得的数据来研究引力的工作原理，并在一个新的窗口中检验爱因斯坦的理论。 ＂
　　在这项发表在《物理评论快报》上的研究中，SISSA的科学家们与马略卡岛帕尔马巴利阿里 大学的物理学家们合作，根据与宇宙学相关的修正引力理论，首次模拟了双中子星的合并: 该论文的第一作者Miguel Bezares介绍：＂这种类型的模拟非常具有挑战性，因为这个问题具有高度非线性性质， 它需要大量的计算工作——在超级计算机上运行几个月——这也得益于SISSA和CINECA联盟之间的协议，以及我们开发的新的数学公式。 在我们第一次模拟之前，这些都是多年来的主要障碍。＂
　　多亏了这些模拟，研究人员终于能够比较广义相对论和修正重力。 Barausse认为：＂令人惊讶的是，我们发现‘暗引力’假说在解释过去双中子星碰撞期间由LIGO和Virgo干涉仪获得的数据方面与广义相对论一样好。 事实上，这两种理论在这两个系统中的差异非常细微 ，但它们可能会被下一代引力干涉仪探测到， 这开启了利用引力波来区分暗能量和‘暗引力’的令人兴奋的可能性。＂
　　参考文献
　　Miguel Bezares et al, No Evidence of Kinetic Screening in Simulations of Merging Binary Neutron Stars beyond General Relativity, Physical Review Letters (2022).