科学家在独特的科学三星系统上测试爱因斯坦的引力理论

2021-10-17 12:37:41孔永鹏导读在对爱因斯坦引力理论的一次新测试中，来自荷兰，家独，特的统上澳大利亚和加拿大的星系一组天文学家证明，即使对于一个恒星三重系统，测试该理论仍然存在。爱因他们

在对爱因斯坦引力理论的斯坦一次新测试中，来自荷兰，力理论，科学澳大利亚和加拿大的家独一组天文学家证明，即使对于一个恒星三重系统，特的统上该理论仍然存在。星系他们的测试作品发表在“ 自然 ”杂志上。

爱因斯坦的爱因引力理论 表明，尽管它们的斯坦质量或成分，所有物体都会以同样的方式落下，就像炮弹和苹果从比萨斜塔上掉下来并同时撞击地面一样。

到目前为止，爱因斯坦方程已经通过了所有测试，从仔细的实验室研究到太阳系中行星的观测。

但他的理论的替代方案预测，具有极强引力的紧凑物体，如中子星，与质量较小的物体相比有点不同。这种差异可能是由于一个紧凑的物体所谓的引力结合能 - 将它固定在一起的引力能。

2011年，天文学家发现了一个天然实验室来测试极端条件下的爱因斯坦理论 - PSR J0337 + 1715，这是一个三星级的分层系统，其中一个由毫秒无线电脉冲星和一个1.6天轨道中的白矮星组成的二进制本身就在一个327天的轨道与另一个白矮星。

“PSR J0337 + 1715是一个独特的星系。我们不知道其他任何人都喜欢它。这使得它成为一个独一无二的实验室，可以将爱因斯坦的理论付诸实践，“团队成员Ryan Lynch博士说，他是西弗吉尼亚州绿色天文台的天文学家。

白矮星是非常密集的恒星; 虽然它们的大小与地球相当，但它们的质量与太阳相似。

中子星甚至比白矮星更小，更密集。它们是由经历过超新星爆炸的坍塌的恒星核心构成的，是宇宙中最密集的恒星。

许多旋转的中子星都是脉冲星，通过太空发出规则的灯塔状电磁信号，可以通过地球上的射电望远镜捕获。

“自从我们开始观察以来，我们可以解释PSR J0337 + 1715中的中子星的每一个脉冲，”来自阿姆斯特丹大学和荷兰射电天文学研究所的团队负责人Anne Archibald博士说。

“我们可以告诉它的位置在几百米之内。这是对中子星在何处以及它在哪里的精确轨迹。“

如果爱因斯坦的重力图像的替代方案是正确的，那么PSR J0337 + 1715中的中子星和内部白矮星将各自朝向外部白矮星不同地落下。

“内部白矮星并不像中子星一样庞大或紧凑，因此具有较小的引力结合能，”团队成员，射电天文观测台天文学家斯科特兰索姆博士说。

通过仔细观察和计算，研究人员能够仅使用中子星的脉冲来测试系统的重力。

他们发现，中子星与内部白矮星之间的任何加速度差异都太小而无法检测到。

阿姆斯特丹大学的团队成员Nina Gusinskaia博士说：“如果存在差异，则不超过百万分之三。”

“现在，任何拥有替代重力理论​​的人都有一个甚至更窄的可能性，他们的理论必须融入其中，以便与我们所看到的相匹配。”

“到目前为止，我们每次都会测试爱因斯坦的相对论，结果一致，”不列颠哥伦比亚大学的团队成员Ingrid Stairs教授说。

“但我们一直在寻找相对论的偏离，因为这可能有助于我们理解如何用相同的数学语言描述引力和量子力学。”

该团队的结果比之前的最佳重力测试精确10倍，使得爱因斯坦强等效原理的证据更加强大。

“我们总是在新的地方寻找更好的测量方法，因此我们对宇宙中新边界的了解将继续下去，”Ransom博士说。