愛因斯坦1915年提出的廣義相對論是現(xiàn)代物理學(xué)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(zhì)量物體扭曲時空產(chǎn)生的表現(xiàn)。正如約翰·惠勒所言——時空告訴物質(zhì)如何彎曲,物質(zhì)告訴時空如何運動。
一百余年來,廣義相對論的諸多預(yù)言已經(jīng)得到一次又一次驗證?,F(xiàn)在,天文學(xué)家在一對死亡恒星中探測到所謂的慣性系拖拽效應(yīng),再次驗證了廣義相對論的預(yù)言。慣性系拖拽效應(yīng)是根據(jù)廣義相對論作出的預(yù)言,指的是帶質(zhì)量物體的旋轉(zhuǎn)會拖拽時空,使周圍時空發(fā)生一定的扭曲。
實際上,天文學(xué)家之前就曾用精密的衛(wèi)星探測到地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的極其微弱的慣性系拖拽效應(yīng)。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(yīng)提供了更好的機會。
這一次,天文學(xué)家聚焦于由脈沖星和白矮星組成的一對奇特雙星系統(tǒng)。脈沖星(一種快速旋轉(zhuǎn)的中子星)和白矮星都是恒星死亡坍縮留下的致密內(nèi)核。這對雙星系統(tǒng)距離地球約10000-25000光年,兩者不僅保持緊密相互環(huán)繞,還各自快速旋轉(zhuǎn)。
在過去近20年里,研究人員利用澳大利亞帕克斯射電望遠鏡等設(shè)備,對脈沖星傳播到地球的脈沖信號進行精確測量,發(fā)現(xiàn)這對脈沖星與白矮星的運行軌道存在長期的微妙偏移。在排除其他所有因素后,研究人員得出結(jié)論,認為軌道偏移是慣性系拖拽效應(yīng)造成的——快速旋轉(zhuǎn)的白矮星拖拽時空結(jié)構(gòu),使脈沖星的軌道隨著時間慢慢發(fā)生改變。據(jù)計算,這顆白矮星的自轉(zhuǎn)速度約為每小時30次。
早先的研究表明,在這樣的雙星系統(tǒng)中,白矮星要早于脈沖星形成。在脈沖星坍縮之前,白矮星吸食了它的大量物質(zhì),使得自身的旋轉(zhuǎn)速度大大提高。研究人員表示,像這類的雙星系統(tǒng)在宇宙中是非常罕見的。
研究人員已經(jīng)將相關(guān)發(fā)現(xiàn)發(fā)布在《科學(xué)》雜志上。
參考來源:
https://www.space.com/einstein-general-relativity-frame-dragging.html
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