高密度恆星被發現在拖拽和扭曲時空連續體
據外媒報導,即使在愛因斯坦闡述了他的廣義相對論100年後,新的觀測結果仍在不斷地證實它的預測。現在,澳大利亞天文學家發現了該理論一個組成部分的一些最佳證據–一對高密度恆星在近距離軌道上似乎在拖拽和扭曲時空結構本身。
該系統被稱為PSR J1141-6545,由兩顆相互環繞的“死”星組成。一顆為白矮星,大小和地球差不多,但密度是地球的30萬倍;另一顆是脈衝星,相當於1000億個地球質量的物質撞成一個直徑只有20公里的球。這顆脈衝星每5小時繞白矮星一周,另外兩顆脈衝星的自轉速度都非常快。
在廣義相對論中,重力是大量質量彎曲時空結構的結果。愛因斯坦發表廣義相對論幾年後,數學家約瑟夫·蘭斯和漢斯·蒂林(Hans Thirring)提出了“慣性系拖拽(frame dragging)”概念。從本質上說,廣義相對論認為,旋轉的物體應該把時空也拉在一起。
大多數情況下,這種影響因為很小所以很難被發現,它在100多年的時間裡一直都沒有得到證實。但現在,這項新研究的研究人員稱,他們已經發現了這種長期尋找的副作用的證據。
考慮到PSR J1141-6545所釋放出的巨大質量,它成為這一突破點也就不足為奇了。天文學家們利用澳大利亞的帕克斯望遠鏡對這些天體研究了近20年時間以此來觀察它們如何隨時間相互作用。
據了解,脈衝星非常有規律,就像發條一樣釋放能量。如果這些脈衝星在不同的時間到達望遠鏡,那麼這表明在到達信號的過程中的某處存在干擾。
在解開圍繞該系統的複雜物理機制後,研究小組斷定,脈衝星信號在過去20年裡在緩慢地漂移。這表明,其軌道平面逐漸傾斜,這可能是因為慣性系拖拽。
如此看來即使在100年後,廣義相對論仍通過了測試,因為它的預測跟新觀測結果一致。就在幾年前,一個重要的方面終於得到了證實–引力波,它是由像黑洞合併這樣的災難性事件所引起的時空漣漪。