三星系统再验证广义相对论

近日发表于《自然》（Nature）杂志上的一篇文章声称，即便是对于宇宙中庞大的三星系统，爱因斯坦的广义相对论依旧适用。三星系统是指三颗恒星组成的聚星系统，这三颗恒星以引力互相维系。天文学家们通过研究证实，爱因斯坦有关引力理论的描述，在如此巨大的天体范围内都是正确的。

参与这项研究的加拿大卑诗大学（UBC）物理与天文学系教授Ingrid Stairs在一份声明中表示，该研究结果揭示出，通过对遥远的恒星进行细致的例行观察，天文学家们就能够对这一物理学的基础理论进行高准确度测试。

爱因斯坦的相对论指出，无论质量与成分如何，所有物体都以相同的方式下落。但有些科学家曾假设，广义相对论在某些极端情况下就不再有效，如极端引力的条件下。

因此，天文学家们这次观察了一个名为PSR J0337+1715的三星系统中的引力行为。这是一个典型的具有极端庞大规模的系统，离地球有4，200光年之遥。

PSR J0337+1715由两颗白矮星和一颗中子星组成，它们均为死亡恒星。中子星和一颗白矮星互相环绕，而第二颗白矮星围绕着这两颗恒星运行。其中的中子星被称为脉冲星，这是一种高度磁化、快速旋转的中子星，它会发射电磁辐射束穿过太空，可以在地球上被探测到。

PSR J0337+1715在2014年被发现，天文学家们推测，该系统可被用来测试爱因斯坦的理论，并在《自然》杂志上发表了相关论文。文章指出，其外侧白矮星的引力场使内测包括中子星在内的双星强烈加速，因此成为一个可以用来测试广义相对论的等效原理的理想实验场所。

这些天文学家使用不同望远镜对该系统进行了长达六年的详细观测。通过追踪这三颗恒星，他们想要弄清楚中子星和内层白矮星是否受到外层白矮星引力的不同影响。然而，他们几乎没有发现可察觉的差异，这也就表明，广义相对论准确地描述了这个三星系统的情况，因此也不需要其它引力理论取而代之。其中一位阿姆斯特丹大学的天文学家表示，即便这种引力的影响存有差异，也不会超过百万分之三。

另一位研究者也表示，迄今为止，他们对爱因斯坦相对论的每一次测试结果都是一致的。但是，天文学家们也并未放弃寻找与相对论背离的事物，因为这可能会帮助他们理解如何用同样的数学语言来描述引力和量子力学。

但是，对任何想要提出新的引力理论的人而言，这项研究也构成了一种障碍。这个被观察的三星系统的极端庞大的特征，使得新理论产生的可能性变得更小了。