东安格利亚大学
研究人员进行了长达16年的实验，挑战爱因斯坦的广义相对论
国际团队通过遍布全球的七个射电望远镜观察恒星——准确地说是一对被称为脉冲星的极端恒星
学分:马克斯·普朗克射电天文学研究所 东安格利亚大学和曼彻斯特大学的研究人员帮助进行了一项长达16年的实验，挑战爱因斯坦的广义相对论
国际团队通过遍布全球的七个射电望远镜观察恒星——准确地说是一对被称为脉冲星的极端恒星
他们用它们来挑战爱因斯坦最著名的理论，进行了迄今为止最严格的测试
这项研究今天发表在《物理评论十》杂志上，揭示了新的相对论效应，尽管是意料之中的，但现在已经被首次观察到
博士；医生
来自UEA物理学院的罗伯特·费尔德曼说:“尽管爱因斯坦的广义相对论已经被证明非常成功，但我们知道这并不是引力理论的最终结论
“100多年后，世界各地的科学家继续努力寻找他的理论中的缺陷
“广义相对论与量子力学描述的其他基本力不相容
因此，继续对广义相对论进行尽可能严格的测试，以发现该理论是如何以及何时崩溃的，这一点非常重要
“发现任何偏离广义相对论的现象都将是一项重大发现，它将打开一扇新物理学的窗户，超出我们目前对宇宙的理论理解
“这可能有助于我们最终发现自然界基本力量的统一理论
" 由德国波恩马克斯·普朗克射电天文学研究所的迈克尔·克莱默领导的国际研究团队来自十个国家，他们对爱因斯坦的理论进行了迄今为止最严格的测试
博士；医生
Ferdman说:“脉冲星是一种高度磁化的旋转致密恒星，从其磁极发出电磁辐射束
“它们比我们的太阳还重，但它们只有大约15英里宽——所以它们是密度惊人的物体，产生的无线电波像灯塔一样扫过天空
“我们研究了一颗双脉冲星，它是团队成员在2003年发现的，是我们目前测试爱因斯坦理论的最精确的实验室。”
当然，他的理论是在这两种极端恒星以及研究它们的技术都无法想象的时候提出的
" 双脉冲星由两颗脉冲星组成，它们在短短147分钟内以约100万公里/小时的速度围绕彼此运行
一颗脉冲星旋转非常快，大约每秒钟44次
同伴很年轻，轮换周期为2
8秒
正是它们相互之间的运动可以作为一个近乎完美的重力实验室
在澳大利亚、美国、法国、德国、荷兰和英国，七架灵敏的射电望远镜被用来观测这颗双脉冲星
研究人员进行了长达16年的实验，挑战爱因斯坦的广义相对论
国际团队通过遍布全球的七个射电望远镜观察恒星——准确地说是一对被称为脉冲星的极端恒星
学分:马克斯·普朗克射电天文学研究所 克莱默教授说:“我们研究了一个致密恒星系统，这是一个无与伦比的实验室，可以在非常强的引力场中测试引力理论
“令我们高兴的是，我们能够测试爱因斯坦理论的基石——引力波携带的能量，其精度比诺贝尔奖得主赫尔斯-泰勒脉冲星高25倍，比目前可能的引力波探测器高1000倍
" 他解释说，观察结果不仅与理论一致，“而且我们还能够看到以前无法研究的效应”
曼彻斯特大学的本杰明·斯塔珀斯教授说:“双脉冲星系统的发现是曼彻斯特大学联合领导的一项调查的一部分，它向我们展示了两个宇宙钟的唯一已知实例，这两个宇宙钟可以精确测量强引力场的结构和演化
“自那以后，焦德雷尔银行天文台的洛夫尔望远镜每隔几周就对其进行监测
这种高质量和频繁观测的长基线提供了一个极好的数据集，可以与世界各地观测站的数据集结合起来
" 温哥华不列颠哥伦比亚大学的英格丽德·斯泰尔斯教授说:“我们跟踪宇宙灯塔(脉冲星)发射的无线电光子的传播，并在伴星脉冲星的强引力场中跟踪它们的运动
研究人员进行了长达16年的实验，挑战爱因斯坦的广义相对论
国际团队通过遍布全球的七个射电望远镜观察恒星——准确地说是一对被称为脉冲星的极端恒星
学分:马克斯·普朗克射电天文学研究所 “我们第一次看到光是如何被延迟的，不仅是由于伴星周围时空的强曲率，而且光被偏转了0°的小角度
04度，我们可以探测到
这样的实验从未在如此高的时空曲率下进行过
" 来自澳大利亚国家科学机构CSIRO的Dick Manchester教授说:“像这样的致密物体如此快速的轨道运动——它们比太阳大30%左右，但直径只有24公里左右——使得美国能够测试广义相对论的许多不同预测——总共7个！ “除了引力波和光传播，我们的精度还允许我们测量“时间膨胀”的影响，这种影响使时钟在重力场中运行得更慢
“在考虑快速旋转的脉冲星发出的电磁辐射对轨道运动的影响时，我们甚至需要考虑爱因斯坦著名的方程E = mc2
“这种辐射相当于每秒800万吨的质量损失！虽然这看起来很多，但只是很小的一部分——十亿分之三。)-每秒钟脉冲星的质量
" 研究人员还测量了——精确度为百万分之一。)-轨道改变了它的方向，这是一种相对论效应，从水星的轨道也是众所周知的，但在这里强了14万倍
他们意识到，在这种精度水平下，他们还需要考虑脉冲星的旋转对周围时空的影响，这种影响会随着旋转的脉冲星而被“拖走”
博士；医生
这项研究的另一位主要作者，来自MPIfR的诺伯特·韦克斯说:“物理学家称之为透镜三环效应或拖帧
在我们的实验中，这意味着我们需要将脉冲星的内部结构视为中子星
“因此，我们的测量首次允许我们使用中子星旋转的精确跟踪，我们称这种技术为脉冲星计时，以限制中子星的延伸
" 脉冲星计时技术与系统的精密干涉测量相结合，以高分辨率成像确定其距离，得出的值为2400光年，误差仅为8%
研究小组成员、来自澳大利亚史文朋大学的亚当·德勒教授负责这部分实验，他说:“正是不同互补观测技术的结合增加了实验的极端价值
在过去，类似的研究经常受到对这种系统的距离了解有限的阻碍
" 这里的情况并非如此，除了脉冲星计时和干涉测量，还仔细考虑了从星际介质的影响中获得的信息
加州大学圣地亚哥分校的比尔·科尔斯教授对此表示赞同:“我们收集了关于该系统的所有可能信息，并得出了一个完全一致的图像，涉及许多不同领域的物理，如核物理、引力、星际介质、等离子体物理等等
这是相当不寻常的
" 同样来自MPIfR的保罗·弗莱雷说:“我们的结果很好地补充了其他实验研究，这些实验研究在其他条件下测试重力或看到不同的效果，比如引力波探测器或事件视界望远镜
“它们也是对其他脉冲星实验的补充，比如我们在恒星三重系统中对脉冲星进行的计时实验，该实验为自由落体的普遍性提供了一个独立而卓越的测试
" 克莱默教授补充道:“我们已经达到了前所未有的精确程度
未来用更大的望远镜进行的实验能够而且将会走得更远
“我们的工作已经展示了进行这类实验的方式，以及现在需要考虑哪些微妙的影响
也许有一天，我们会发现广义相对论的偏差
" 《物理评论X》于2021年12月13日发表了“用双脉冲星进行强场重力测试”
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