阿尔伯特·爱因斯坦的引力理论通过了极端考验: 研究

一项研究表明，即使在宇宙可以提供的最极端的情况之一中，阿尔伯特·爱因斯坦对引力的见解也是正确的。爱因斯坦对引力的理解，正如他在广义相对论中概述的那样，预测所有物体都以相同的速度下落，无论它们的质量或组成如何。

这个理论在地球上已经通过了一个又一个的测试，但是科学家们想知道它是否仍然适用于已知宇宙中一些最大质量和密度最大的物体，这是自然界的一个方面，被称为强等价原理。发表在《自然》杂志上的新发现表明，即使在最极端的情况之一中，爱因斯坦对重力的见解仍然占主导地位。迄今为止，爱因斯坦的方程式已经通过了所有测试，从仔细的实验室研究到对太阳系行星的观察。

然而，爱因斯坦广义相对论的替代方案预测，重力极强的紧凑物体 (如中子星) 的下落与质量较小的物体略有不同。这些替代理论预测，这种差异将归因于紧凑物体的所谓引力结合能-将其结合在一起的引力能。2011年，美国国家科学基金会 (NSF) 的绿岸望远镜 (GBT) 发现了一个在极端条件下测试这一理论的自然实验室: 一个名为pSR J0337 1715的三合星系统，位于距离地球约4,200光年的地方。

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该系统包含一个中子星，该中子星与一颗白矮星在1.6天的轨道上，该对与另一颗白矮星在327天的轨道上。“这是一个独特的恒星系统，” 美国绿色银行天文台的瑞安·林奇 (Ryan Lynch) 说。“我们不知道有其他人非常喜欢它。这使得它成为一个独一无二的实验室，可以检验爱因斯坦的理论。“他说。自从发现以来，该三重系统一直由GBT，荷兰的Westerbork合成射电望远镜和NSF的波多黎各Arecibo天文台定期观测。

如果爱因斯坦引力图的替代方案是正确的，那么中子星和内部白矮星将分别向外部白矮星下落。美国国家射电天文台的天文学家斯科特·兰森说: “内部的白矮星不像中子星那么大或紧凑，因此引力结合能较小。”通过细致的观察和仔细的计算，研究人员能够仅使用中子星的脉冲来测试系统的重力。

他们发现中子星和内白矮星之间的任何加速度差异都太小，无法探测到。荷兰阿姆斯特丹大学的Nina Gusinskaia说: “如果有差异，那将不超过百万分之一的三部分。”研究人员说，这严重限制了广义相对论的任何替代理论。

他们说，结果比以前的最佳重力测试精确十倍，这使爱因斯坦的强等效原理的证据更加强大。