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脉冲星PSR J0337+1715
脉冲星PSR J0337+1715( Penelitian/视频截图)

【希望之声2020年6月13日】(编辑:郭晓)宇宙是古人对时间和空间的认识,随着科学探索的不断深入,人们对宇宙的概念也在不断更新。来自一项国际科学家合作研究记录了迄今为止对爱因斯坦广义相对论基石之一“自由落体普适性”的最准确的证实。这一原则规定自由落体中的所有物体都以相同的速度加速,不管它们的质量如何。这个原理可以在真空室中测试,在真空室中一块砖和一块羽毛会同时掉到地上。这项新的研究表明,该理论适用于中子星等强大引力天体,中子星是巨星坍缩后的核心,在直径约12至18英里(20至30公里)的区域内聚集了大量物质。

爱因斯坦
科学巨匠爱因斯坦(图片:pixabay)

利用地球上的射电望远镜,科学家们观测到了脉冲星,这是一颗旋转的中子星,从它们的两极发射出辐射束,以在实践中检验爱因斯坦的引力理论对这些极端天体的有效性。具体来说,科学家们使用法国索洛涅的南塞大型射电望远镜研究了脉冲星PSR J0337+1715,这颗中子星的核心是太阳的1.4倍,但直径只有15英里(25公里),这颗恒星由两颗重力场更弱的白矮星环绕。一些科学家推测,像中子星这样的重物体的存在可能违反自由落体的普遍性。

然而,通过追踪这三颗恒星到纳秒的位置,研究人员发现脉冲星和白矮星正以同样的速度飞向第二颗白矮星。脉冲星发射的一束无线电波扫过太空,每转一圈,就会产生一束射电光,南塞的射电望远镜就会高精度地记录下来。当脉冲星在其轨道上运行时,光到达地球的时间会发生改变。正是这些到达时间的精确测量和数学模型精确到纳秒的精度,才能使科学家以极其精确的精度推断出地球的运动。

最重要的是,该系统的独特结构,类似于地球-月球-太阳系统中存在的第二个伴星,扮演着太阳的角色。实际上,科学家们发现脉冲星的极端重力场与广义相对论的预测相差不超过180万分之一。近400年前,意大利天文学家伽利略在比萨斜塔上抛出不同质量的物体时,就证明了这一原理。天文学家还发现,这一原理同样适用于地球和月球,因为这两个天体受到太阳重力场的影响是一样的。

这一原理同样适用于地球和月球,因为这两个天体受到太阳重力场的影响是一样的。
这一原理同样适用于地球和月球,因为这两个天体受到太阳重力场的影响是一样的(示意图:pixabay)

在浩瀚的时间长河中,每一次新的宇宙发现,都让人类的科技有了质的飞跃,拥有了更多的机会检验那些曾经被认为“不可检验的”的理论,继续凝视宇宙和生命的深渊。

责任编辑:田喆

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