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加快打造原始創(chuàng)新策源地，加快突破關(guān)鍵核心技術(shù)，努力搶占科技制高點，為把我國建設(shè)成為世界科技強(qiáng)國作出新的更大的貢獻(xiàn)。

——習(xí)近平總書記在致中國科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康，率先實現(xiàn)科學(xué)技術(shù)跨越發(fā)展，率先建成國家創(chuàng)新人才高地，率先建成國家高水平科技智庫，率先建設(shè)國際一流科研機(jī)構(gòu)。

——中國科學(xué)院辦院方針

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云南天文臺發(fā)現(xiàn)Rastall引力理論合理的新依據(jù)

2019-05-30 云南天文臺

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　　國際雜志Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 在線發(fā)表了中國科學(xué)院云南天文臺博士李瑞、研究員王建成等人的研究成果，他們對一種修改引力（Rastall引力）在星系尺度的應(yīng)用開展了理論分析和觀測約束的研究，發(fā)現(xiàn)橢圓星系中物質(zhì)（包括暗物質(zhì)）質(zhì)量分布的基本假設(shè)（冪律分布）是Rastall引力的自然結(jié)果，而廣義相對論不能給出這樣的質(zhì)量分布；另外，他們利用118個橢圓星系的強(qiáng)引力透鏡樣本，對Rastall引力的參數(shù)進(jìn)行觀測約束，得到參數(shù)的分布范圍，發(fā)現(xiàn)Rastall引力在星系尺度是合理的，該研究為檢驗引力理論提供了新途徑。

　　能動張量守恒是廣義相對論的基本假設(shè)，已在平直時空中得到驗證，而在彎曲時空中，基本假設(shè)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(zhì)，并引入兩個Rastall參數(shù)，使物質(zhì)分布與時空結(jié)構(gòu)之間存在相互作用。

　　近年，Rastall引力在宇宙學(xué)和黑洞時空結(jié)構(gòu)等方面有許多的應(yīng)用研究，但它在星系尺度的應(yīng)用研究卻空白，至今沒有相關(guān)的觀測來約束Rastall引力的參數(shù)?；赗astall引力理論，李瑞等人推導(dǎo)了橢圓星系中的質(zhì)量分布，發(fā)現(xiàn)該分布是冪律分布，其冪指數(shù)由兩個Rastall參數(shù)確定，而基于廣義相對論卻得不到這樣的質(zhì)量分布。

　　如何從觀測上推測橢圓星系質(zhì)量分布的冪指數(shù)呢？天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)，利用強(qiáng)引力透鏡現(xiàn)象并結(jié)合星系動力學(xué)，就可以推測冪指數(shù)。引力透鏡現(xiàn)象是星系（或者其他天體）視線背后天體（背景天體）的光，在星系的引力影響下發(fā)生偏折，導(dǎo)致星系周圍出現(xiàn)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(zhì)取決于星系質(zhì)量及質(zhì)量分布，因此，利用橢圓星系的強(qiáng)引力透鏡現(xiàn)象，再結(jié)合星系動力學(xué)，可以推測冪指數(shù)，約束Rastall引力的參數(shù)，從而判斷Rastall引力理論的合理性。

　　該研究得到國家自然科學(xué)基金和中科院天體結(jié)構(gòu)與演化重點實驗室的資助。

　　論文鏈接

圖：118個橢圓星系的Rastall引力參數(shù)分布

　　國際雜志Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 在線發(fā)表了中國科學(xué)院云南天文臺博士李瑞、研究員王建成等人的研究成果，他們對一種修改引力（Rastall引力）在星系尺度的應(yīng)用開展了理論分析和觀測約束的研究，發(fā)現(xiàn)橢圓星系中物質(zhì)（包括暗物質(zhì)）質(zhì)量分布的基本假設(shè)（冪律分布）是Rastall引力的自然結(jié)果，而廣義相對論不能給出這樣的質(zhì)量分布；另外，他們利用118個橢圓星系的強(qiáng)引力透鏡樣本，對Rastall引力的參數(shù)進(jìn)行觀測約束，得到參數(shù)的分布范圍，發(fā)現(xiàn)Rastall引力在星系尺度是合理的，該研究為檢驗引力理論提供了新途徑。
　　能動張量守恒是廣義相對論的基本假設(shè)，已在平直時空中得到驗證，而在彎曲時空中，基本假設(shè)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(zhì)，并引入兩個Rastall參數(shù)，使物質(zhì)分布與時空結(jié)構(gòu)之間存在相互作用。
　　近年，Rastall引力在宇宙學(xué)和黑洞時空結(jié)構(gòu)等方面有許多的應(yīng)用研究，但它在星系尺度的應(yīng)用研究卻空白，至今沒有相關(guān)的觀測來約束Rastall引力的參數(shù)。基于Rastall引力理論，李瑞等人推導(dǎo)了橢圓星系中的質(zhì)量分布，發(fā)現(xiàn)該分布是冪律分布，其冪指數(shù)由兩個Rastall參數(shù)確定，而基于廣義相對論卻得不到這樣的質(zhì)量分布。
　　如何從觀測上推測橢圓星系質(zhì)量分布的冪指數(shù)呢？天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)，利用強(qiáng)引力透鏡現(xiàn)象并結(jié)合星系動力學(xué)，就可以推測冪指數(shù)。引力透鏡現(xiàn)象是星系（或者其他天體）視線背后天體（背景天體）的光，在星系的引力影響下發(fā)生偏折，導(dǎo)致星系周圍出現(xiàn)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(zhì)取決于星系質(zhì)量及質(zhì)量分布，因此，利用橢圓星系的強(qiáng)引力透鏡現(xiàn)象，再結(jié)合星系動力學(xué)，可以推測冪指數(shù)，約束Rastall引力的參數(shù)，從而判斷Rastall引力理論的合理性。
　　該研究得到國家自然科學(xué)基金和中科院天體結(jié)構(gòu)與演化重點實驗室的資助。
　　論文鏈接

圖：118個橢圓星系的Rastall引力參數(shù)分布

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