宇宙网络结构模拟图：丝状结构展现星系与暗物质的分布模式，验证广义相对论对宇宙大尺度结构的精准预测。（图取自Virgo Consortium专页）
〔编译陈成良／综合报导〕一项涵盖宇宙逾110亿年历史的重大研究，成功绘制了近600万个星系在宇宙网络中的分布结构，并验证了爱因斯坦的广义相对论。这项国际合作研究结果显示，星系在宇宙网络中的聚集方式，以及其演化过程，与爱因斯坦理论的预测完全吻合，进一步巩固了广义相对论，作为描述宇宙大尺度结构的核心理论地位。
科学新闻网站《Science Alert》报导，这项研究由美国劳伦斯柏克莱国家实验室领导，运用了「暗能量光谱仪」（Dark Energy Spectroscopic Instrument, DESI）搜集的第一年数据，追踪并分析570万个星系和类星体的分布与演化历史，横跨110亿年的宇宙演化史。研究结果确认，宇宙网络在极大尺度上依然精确符合广义相对论的预测，进一步证明了该理论从微观到宏观的多重尺度上的适用性。
广义相对论（General Relativity）是爱因斯坦于1915年提出，阐述了质量和能量如何弯曲时空，进而产生引力。就像太阳的质量弯曲时空，使地球绕其运行。在宇宙尺度上，广义相对论也解释了星系如何沿著由暗物质引力构成的宇宙网络分布，验证了其对宇宙大尺度结构的精确描述。
研究团队成员、法国国家科学研究中心的宇宙学家波琳·萨鲁克（Pauline Zarrouk）指出：「广义相对论已在太阳系内得到充分验证，但我们也需要在更大尺度上进行测试。透过研究星系的形成速率，我们可以直接检验理论。结果显示，在宇宙尺度上，观测数据与广义相对论完全一致。」
研究显示，引力是驱动宇宙网络形成的核心力量。暗物质产生的巨大引力场，构成了贯穿宇宙的丝状结构，而宇宙中的大部分物质都集中分布于这些结构的丝状或节点上。这些现象可被广义相对论精确描述。研究进一步指出，任何改变引力强度的假设，都会改变宇宙的结构与外观。
DESI计划是全球最具规模的宇宙调查之一，旨在绘制可观测宇宙的全景图。研究人员目前正分析前3年的数据，并预计在计划结束时，将完成对超过4000万个星系与类星体的观测。除了验证广义相对论，研究还对中微子质量设定了上限，并对暗物质与暗能量的本质展开深入探索。
研究团队期望，DESI未来的数据分析能提供更多线索，解开暗物质与暗能量这些神秘宇宙组成的谜团。劳伦斯柏克莱国家实验室的物理学家莫斯（Mark Maus）表示：「暗物质占宇宙的四分之一，而暗能量则占七成，但我们对它们的本质知之甚少。能借由宇宙的影像来探讨这些基本问题，实在令人惊叹。」
这些研究结果目前已发表于预印本平台arXiv，并将投稿至顶尖学术期刊。
宇宙网络模拟图，展示宇宙中星系、暗物质及气体形成的丝状结构。（取自NASA专页）
