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广义相对论通过迄今最严苛测试

2021-12-17 09:22:13 | 来源: 科技日报 | 责编: 郑思雯
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  历时16年,广义相对论通过迄今最严苛测试!一个国际科研团队在最新一期《物理评论X》杂志上撰文指出,他们分析了2003年至2019年间遍布世界多处的7台不同射电望远镜对双脉冲星系统的观测结果,证明了广义相对论的正确性,同时也将验证精度推上新台阶。

  1916年,阿尔伯特·爱因斯坦发表广义相对论,彻底改变了人们对物理学和宇宙的理解。过去105年间,科学家对广义相对论开展了多项测试,但迄今一直未能找到其破绽。最新研究是广义相对论史上最雄心勃勃、最复杂的挑战之一,也证明了其正确性。

  脉冲星是一种中子星或超致密恒星的“尸体”,其磁极会发射出强大的辐射束和粒子。研究小组称,他们调查的两颗脉冲星距地约2400光年,其中一颗每秒旋转44次;而另一颗则每2.8秒旋转一次。这两颗脉冲星每147分钟围绕一个共同的质心运行一次,在太空中的移动速度约为100万公里/小时。

  研究合作者、澳大利亚联邦科学与工业研究组织的迪克·曼彻斯特在一份声明中说:“此类天体的质量比太阳多30%,但直径仅为15公里。像这样致密天体的快速轨道运动让我们能够测试广义相对论的总共7个预测。”

  曼彻斯特表示,鉴于新测试拥有广义相对论测试迄今最高的精确度,他们除了验证引力波和光的传播外,还能测量“时间膨胀”(使时钟在引力场中运行得更慢)的影响。

  研究发现,所有7个预测都得到了证实,所以广义相对论仍然稳如泰山,但这并不意味着研究人员应该停止寻找该理论的错误和破绽。

  研究合作者、英国东安格利亚大学物理学家罗伯特·弗里德曼解释道:“广义相对论与量子力学所描述的基本力不兼容。因此,我们需要继续对广义相对论开展更严苛测试,看看该理论是否会分崩离析。”

  弗里德曼强调称,发现任何偏差都将是一个重大发现,将为我们打开一扇新窗口,重新理解宇宙,也将有助于我们最终发现关于自然基本力的大一统理论。

  总编辑圈点

  作为最难懂理论里最著名的一个,广义相对论向我们描述了宇宙中引力是如何发挥作用的。但它在量子力学占主导地位的原子尺度上是“崩溃”的,因此,科学家还需要在中等尺度上测试爱因斯坦理论的正确性。现在科学家们使用世界各地的望远镜,完成了对广义相对论迄今为止最具挑战性的测试,而结果表明,爱因斯坦一百多年前发表的理论,迄今仍然适用。(刘霞)

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