日内瓦大学的一个研究小组开发出了第一种方法，可以同时测试爱因斯坦和欧拉关于宇宙加速膨胀和暗物质的理论。宇宙是物理定律，特别是欧拉定律和爱因斯坦定律的独特试验场。欧拉定律揭示了天体运动的规律，而爱因斯坦的理论则描述了这些天体是如何扭曲宇宙的。

日内瓦大学（UNIGE）的研究人员设计了一种新方法，通过考虑时间扭曲的度量来检验欧拉和爱因斯坦的理论，试图解释暗物质和宇宙膨胀加速的神秘现象。这种方法是首创，有助于了解宇宙中是否存在违反这两个理论的新力量或新物质。

自从发现暗物质和宇宙加速膨胀以来，它们的方程的有效性就受到了考验：它们能够解释这些神秘现象吗？日内瓦大学（UNIGE）的一个研究小组开发出了第一种方法来找出答案。它采用了一种从未使用过的测量方法：时间扭曲。该研究成果最近发表在《自然-天文学》（Nature Astronomy）杂志上。

欧拉（1707-1783 年）和爱因斯坦（1879-1955 年）的理论彻底改变了我们对宇宙的认识。欧拉提出了以自己名字命名的著名方程，为科学家们提供了计算宇宙中星系运动的有力工具。爱因斯坦用他的广义相对论证明，宇宙并不是一个静态的框架：它会被星团和星系扭曲。

物理学家用各种方法对这些方程进行了测试，迄今为止都证明是成功的。然而，有两个发现继续对这些模型提出考验：宇宙膨胀的加速和看不见的暗物质的存在，暗物质被认为占宇宙中所有物质的 85%。这些神秘现象是否仍然遵循爱因斯坦和欧拉的方程？研究人员仍然无法回答这个问题。

"问题在于，目前的宇宙学数据无法让我们区分打破爱因斯坦方程的理论和打破欧拉方程的理论。我们在研究中证明了这一点。我们还提出了解决这一问题的数学方法。这是我们十年研究的结晶，"该研究的第一作者、联合国大学理学院理论物理系副教授卡米耶-邦万解释说。

研究人员无法在宇宙的最边缘区分这两个方程的有效性，因为他们缺少一个"要素"：时间扭曲的测量。"在此之前，我们只知道如何测量天体的速度以及时间和空间扭曲的总和。卡米耶-邦万说："我们已经开发出一种方法，可以获得这种额外的测量，这还是第一次。"

"如果时间畸变不等于时间和空间的总和（即广义相对论得出的结果），这意味着爱因斯坦的模型不起作用。如果时间畸变与用欧拉方程计算出的星系速度不一致，这意味着后者不成立。"加拿大西蒙弗雷泽大学物理系教授、该研究的合著者列冯-波戈西安解释说："这将让我们发现宇宙中是否存在违反这两种理论的新力量或新物质。"

这些研究成果将对几项旨在确定宇宙加速膨胀的起源和暗物质性质的任务做出重要贡献。这些任务包括欧洲航天局（ESA）将于2023年7月与联合国地球物理学和天文学研究所（UNIGE）合作发射的EUCLID太空望远镜，以及于2021年在亚利桑那州开始为期5年任务的暗能量光谱仪（DESI）。还有位于南非和澳大利亚的国际SKA（平方公里阵列）巨型射电望远镜项目，该项目将于2028/29年开始观测。

"我们的方法将被整合到这些不同的任务中。"卡米耶-邦万兴奋地说："我们的方法将融入这些不同的任务中，DESI已经是这样做的，由于这项研究，我们成为了他们的外部合作者。研究小组已经成功地在合成星系目录中测试了其模型。下一阶段将使用DESI提供的第一批数据对其进行测试，并找出可能妨碍其应用的障碍，尽量减少系统性特征。"