中子星相撞研究結果並未撼動愛因斯坦引力理論
引力是一個很大、很古怪、而且難以研究的話題。它能夠以波的形式在空間中傳播,就和光線差不多。但這種波非常隱秘,極難探測。只有在發生黑洞相撞這樣的大規模事件後,才能產生能夠被我們探測到的量。人類一直到2015年才首次探測到引力波。而在2017年,天文學家首次在同一起天文事件(中子星相撞)中既探測到了引力波、又探測到了光線。如今研究人員正在利用該事件的數據,確認一些與宇宙有關的基本事實。
圖片來自於NASA’s Goddard Space Flight Center/CI Lab
在11月1日發表於論文預印arXiv上的一篇論文中,研究人員宣布,並未找到“引力洩露”(gravitational leakage)的證據。科學家此前曾認為,引力能夠滲透進更高維度中(即超出人類認知的四個維度——上下、左右、前後、時間——之外的緯度),但光線無法這樣做。若事實真的如此,引力在空間中傳播時,就會比光多損失一些能量。但科學家將中子星相撞產生的引力波與光進行比較,卻並未發現這一現象。根據愛因斯坦廣義相對論的預測,我們所在維度中的引力似乎都老老實實地待在自己的緯度裡,並不會滲透到別處,剛好與這一結論相符。
參與此次新研究的科學家們還對引力波進行了分析,想弄清引力子(即攜帶引力的理論粒子)是否可能像其它粒子一樣擁有質量。假如存在“帶重力的引力子”,引力波就會同樣具有質量。而假如引力波有質量,就會表現出攜帶動能的跡象。這點不同於光子,因為光子沒有質量。這種情況也會違背廣義相對論。不過,科學家同樣沒有在數據中發現這種現象。
總的來說,研究人員發現愛因斯坦的引力理論基本未受違背。這一結論未來或許會變。但就目前來說,即便發生了中子星相撞這樣的大事件,也並未對愛因斯坦的引力理論造成撼動。