爱因斯坦的广义相对论预言暗能量的存在 - 一种神秘的能量形式，它渗透到太空并加速宇宙的膨胀。但是如果爱因斯坦错了怎么办并且没有暗能量呢?GalaxyDance项目一直在研究这种情况。
正如迄今为止所证明的那样准确，广义相对论并不是唯一可以解释万有引力的理论。事实上，那里有各种替代理论。科学家们不确定这些如何抵抗观察和模拟。
为了弥补这一差距，在MarieSkłodowska-Curie计划的支持下开展的GalaxyDance项目一直在利用在地球宇宙中星系的特殊速度统计编码的信息以及观测到遥远星系的红移空间扭曲(RSD)。
波兰科学院理论物理中心项目协调员兼研究员Wojciech Hellwing博士讨论了该项目迄今为止的研究结果。
是什么让宇宙的扩张如此难以理解?
随着我们对宇宙的观察越来越深入，我们仍然对它的一些属性感到困惑。其中之一是时空的加速扩张，目前归因于暗能量。但事实是，只有爱因斯坦的引力理论在宇宙的各个尺度都有效，我们才需要考虑暗能量。
对于不需要暗能量的加速膨胀还有其他可能的解释。这些理论超越了广义相对论，通常被称为“修正引力”。在星系际尺度上测试广义相对论和这些替代方案是现代河外天文学的一个紧迫而重要的问题，它是GalaxyDance的目的。
你能告诉我们你的方法吗?
GalaxyDance引入了一种新方法，包括使用星系速度的低阶统计量和聚类来测试爱因斯坦的引力理论及其对应物。该测试涵盖星际尺度，这是迄今为止尚未对严重性理论进行严格测试的一种制度。我已经证明这种方法有几个独特的优点：它是重力模型独立的，没有明显的星系偏差，并且很大程度上不受重子物理学的影响。
我使用了最先进的计算机模拟，在超级计算机中重建虚拟宇宙。通过运行和分析这些模拟，我们可以测试超越GR理论并概述有希望的结果。
是什么让这种方法特别创新?
由于其复杂性和数字昂贵，在超GR模型中使用大型超级计算机模拟以前是不可能的。为了缓解这个问题，我们决定使用一种加速算法 - 以牺牲一些精度为代价 - 可以更有效地模拟宇宙的演化。
我已经成功地证明，在宇宙速度的情况下，这种近似方法足以获得稳健的结果。
该项目最重要的成果是什么?
毫无疑问，这套新的大型，先进的替代理论模拟将允许对宇宙速度场进行前所未有的研究。
我们已经证明了星系速度场的低阶统计量应该包含一个强重力信号。然而，我们还表明，为了测量和提取这个信号，对我们附近的宇宙结构(如处女座星系团)的影响进行专门和彻底的建模，对于我们方法的成功至关重要。
在项目结束之前你还希望达到什么目的?
我们将对确定星系颜色，亮度和形状的过程进行额外的建模。这将能够创建人造星系目录，展示在爱因斯坦引力理论的替代品所统治的宇宙中所创造的东西。
从那时起，我们将把我们的结果与现有和即将进行的天文观测结果进行比较，以便在最大尺度上提供新的严格的重力测试。
到目前为止科学界的反馈是什么?
当我们在国际宇宙学会议上提出结果时，许多同事对我们的结果表示了兴趣甚至热情。此外，我们与在星系观测(来自法国里昂)和附近宇宙结构建模(来自德国波茨坦的同事)中具有互补专业知识的同事开始了新的合作。我们对这些感到非常兴奋。
您希望该项目的长期影响是什么?它如何为大型宇宙学数据时代的科学界做好准备?
GalaxyDance将提供一种新方法，使引力理论的宇宙学测试成为现实。最终的结果，无论他们赞成哪种理论(暗能量或改进的引力)，都将对我们在最大尺度上对宇宙的理解产生深远而突破性的后果。
如果我们的测试最终提供了超越GR理论所预见的新物理特征，那么它将动摇我们目前对宇宙大规模演化的观点和理解。另一方面，如果我们的调查加强广义相对论，那就意味着我们需要更加努力地解释暗能量之谜。