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脈衝星PSR J0337+1715
脈衝星PSR J0337+1715( Penelitian/視頻截圖)

【希望之聲2020年6月13日】(編輯:郭曉)宇宙是古人對時間和空間的認識,隨着科學探索的不斷深入,人們對宇宙的概念也在不斷更新。來自一項國際科學家合作研究記錄了迄今爲止對愛因斯坦廣義相對論基石之一“自由落體普適性”的最準確的證實。這一原則規定自由落體中的所有物體都以相同的速度加速,不管它們的質量如何。這個原理可以在真空室中測試,在真空室中一塊磚和一塊羽毛會同時掉到地上。這項新的研究表明,該理論適用於中子星等強大引力天體,中子星是巨星坍縮後的核心,在直徑約12至18英里(20至30公里)的區域內聚集了大量物質。

愛因斯坦
科學巨匠愛因斯坦(圖片:pixabay)

利用地球上的射電望遠鏡,科學家們觀測到了脈衝星,這是一顆旋轉的中子星,從它們的兩極發射出輻射束,以在實踐中檢驗愛因斯坦的引力理論對這些極端天體的有效性。具體來說,科學家們使用法國索洛涅的南塞大型射電望遠鏡研究了脈衝星PSR J0337+1715,這顆中子星的核心是太陽的1.4倍,但直徑只有15英里(25公里),這顆恆星由兩顆重力場更弱的白矮星環繞。一些科學家推測,像中子星這樣的重物體的存在可能違反自由落體的普遍性。

然而,通過追蹤這三顆恆星到納秒的位置,研究人員發現脈衝星和白矮星正以同樣的速度飛向第二顆白矮星。脈衝星發射的一束無線電波掃過太空,每轉一圈,就會產生一束射電光,南塞的射電望遠鏡就會高精度地記錄下來。當脈衝星在其軌道上運行時,光到達地球的時間會發生改變。正是這些到達時間的精確測量和數學模型精確到納秒的精度,才能使科學家以極其精確的精度推斷出地球的運動。

最重要的是,該系統的獨特結構,類似於地球-月球-太陽系統中存在的第二個伴星,扮演着太陽的角色。實際上,科學家們發現脈衝星的極端重力場與廣義相對論的預測相差不超過180萬分之一。近400年前,意大利天文學家伽利略在比薩斜塔上拋出不同質量的物體時,就證明瞭這一原理。天文學家還發現,這一原理同樣適用於地球和月球,因爲這兩個天體受到太陽重力場的影響是一樣的。

這一原理同樣適用於地球和月球,因爲這兩個天體受到太陽重力場的影響是一樣的。
這一原理同樣適用於地球和月球,因爲這兩個天體受到太陽重力場的影響是一樣的(示意圖:pixabay)

在浩瀚的時間長河中,每一次新的宇宙發現,都讓人類的科技有了質的飛躍,擁有了更多的機會檢驗那些曾經被認爲“不可檢驗的”的理論,繼續凝視宇宙和生命的深淵。

責任編輯:田喆

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