愛因斯坦又對了!這對死亡恆星再次驗證廣義相對論的預言

愛因斯坦1915年提出的廣義相對論是現代物理學的重要支柱,是目前對引力作出最精確描述的理論。廣義相對論指出,引力實際上是帶質量物體扭曲時空產生的表現。正如約翰·惠勒所言——時空告訴物質如何彎曲,物質告訴時空如何運動。

一百餘年來,廣義相對論的諸多預言已經得到一次又一次驗證。現在,天文學家在一對死亡恆星中探測到所謂的慣性系拖拽效應,再次驗證了廣義相對論的預言。慣性系拖拽效應是根據廣義相對論作出的預言,指的是帶質量物體的旋轉會拖拽時空,使周圍時空發生一定的扭曲。

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實際上,天文學家之前就曾用精密的衛星探測到地球自轉產生的極其微弱的慣性系拖拽效應。而宇宙中存在大量更極端的天體,這為探測慣性系拖拽效應提供了更好的機會。

這一次,天文學家聚焦於由脈衝星和白矮星組成的一對奇特雙星系統。脈衝星(一種快速旋轉的中子星)和白矮星都是恆星死亡坍縮留下的緻密核心。這對雙星系統距離地球約10000-25000光年,兩者不僅保持緊密相互環繞,還各自快速旋轉。

在過去近20年裡,研究人員利用澳大利亞帕克斯射電望遠鏡等裝置,對脈衝星傳播到地球的脈衝訊號進行精確測量,發現這對脈衝星與白矮星的執行軌道存在長期的微妙偏移。在排除其他所有因素後,研究人員得出結論,認為軌道偏移是慣性系拖拽效應造成的——快速旋轉的白矮星拖拽時空結構,使脈衝星的軌道隨著時間慢慢發生改變。據計算,這顆白矮星的自轉速度約為每小時30次。

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早先的研究表明,在這樣的雙星系統中,白矮星要早於脈衝星形成。在脈衝星坍縮之前,白矮星吸食了它的大量物質,使得自身的旋轉速度大大提高。研究人員表示,像這類的雙星系統在宇宙中是非常罕見的。

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研究人員已經將相關發現釋出在《科學》雜誌上。

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