云南天文台：Rastall引力理论在星系尺度合理

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发布于2024-04-08

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云南天文台：Rastall引力理论在星系尺度合理

记者2日从中科院云南天文台获悉，国际著名杂志《皇家天文学会月报》在线发表了该台研究人员对一种修改引力——Rastall引力在星系尺度应用开展的理论分析和观测约束研究，发现椭圆星系中，物质质量分布的基本假设是这种修改引力的自然结果。另外，研究人员利用118个椭圆星系的强引力透镜样本，对该引力的参数进行观测约束，得到参数的分布范围，发现其在星系尺度是合理的。

能动张量守恒是广义相对论的基本假设，已在平直时空中得到验证，而在弯曲时空中，基本假设可能不成立，因此，Rastall引力理论被提了出来，它赋予弯曲时空中能动张量一个新的性质，并引入两个参数，使物质分布与时空结构之间存在相互作用。近年，Rastall引力在宇宙学和黑洞时空结构等方面有许多的应用研究，但它在星系尺度的应用研究却空白，至今没有相关的观测来约束其参数。

基于既有理论，云南天文台李瑞博士、王建成研究员等人推导了椭圆星系中的质量分布，发现该分布是幂律分布，其幂指数由两个该引力参数确定，而基于广义相对论却得不到这样的质量分布。他们发现，利用强引力透镜现象并结合星系动力学，就可以推测幂指数。引力透镜现象是星系或其他天体视线背景天体的光，在星系的引力影响下发生偏折，导致星系周围出现背景天体的多个像或弧形像，星系就像一个透镜，而背景天体的成像性质取决于星系质量及质量分布。因此，利用椭圆星系的强引力透镜现象，再结合星系动力学，可以推测幂指数和约束该引力的参数，从而判断Rastall引力理论的合理性，这为检验引力理论提供了新途径。

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