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爱因斯坦的理论通过了严格的16年测试(更新)

物理学 2022-10-09 23:59:06

由CSIRO制作 信用:迈克尔·克莱默/MPIfR 一个国际团队使用了世界各地的望远镜,包括美国科学与工业研究组织的巴夏礼射电望远镜——默里扬望远镜,来完成爱因斯坦广义相对论迄今为止最具挑战性的测试

由德国波恩马克斯·普朗克射电天文学研究所的迈克尔·克莱默教授领导的研究小组表明,爱因斯坦在1915年发表的理论仍然成立

博士;医生

澳大利亚国家科学机构CSIRO的研究员、研究小组成员迪克·曼彻斯特解释了这一结果如何为我们提供对宇宙更精确的理解

“广义相对论描述了引力在宇宙大尺度下是如何工作的,但它在量子力学至高无上的原子尺度下崩溃了,”博士说

曼彻斯特说

“我们需要找到在中等规模上测试爱因斯坦理论的方法,看看它是否仍然成立

幸运的是,2003年用巴夏礼望远镜发现了被称为“双脉冲星”的宇宙实验室

“我们在过去16年中对双脉冲星的观测证明与爱因斯坦的广义相对论惊人地一致,在99

准确地说是99%,”他说

双脉冲星系统由两颗脉冲星组成,它们是快速旋转的致密恒星,像宇宙灯塔一样发射无线电波,并产生非常强的引力场

一颗恒星每秒旋转44次,而第二颗恒星的旋转周期为2

8秒

恒星每2周完成一次公转

5小时

美国科学和工业研究组织的巴夏礼射电望远镜信用:美国科学和工业研究组织/美国

切尔尼 根据广义相对论,双脉冲星系统中的极端加速度使时空结构紧张,并发出涟漪,使系统变慢

这两颗脉冲星预计将在8500万年后相撞

这种能量损失的时间跨度如此之长,其影响很难察觉

幸运的是,来自旋转脉冲星的类似时钟的滴答声是追踪微小扰动的完美工具

来自史文朋大学和ARC引力波卓越中心(OzGrav)的副教授,研究小组的另一名成员解释说,脉冲星“时钟”的滴答声花了大约2400年才到达地球

“我们模拟了16年间超过200亿次时钟滴答的精确到达时间,”博士说

戴尔说

“这仍然不足以告诉我们恒星有多远,我们需要知道这一点来测试广义相对论

" 通过添加来自甚长基线阵列(一个遍布全球的望远镜网络)的数据,研究小组每年都能发现恒星位置的微小摆动,这揭示了它们与地球的距离

“我们将在未来使用新的射电望远镜和新的数据分析回来,希望发现广义相对论的一个弱点,这将使我们获得一个更好的引力理论,”博士说

戴尔说

这项研究今天发表在《物理评论》杂志上

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