PSR J0737-3039A B雙脈沖星
愛因斯坦100多年前提出廣大相對論，由于該理論的研究對象是超越人們?nèi)粘＝?jīng)驗的高速運動世界和廣闊的宇宙，因此一直難以被人們所理解并加以證實。加拿大的科學(xué)家日前稱，他們最近觀測到一顆奇特的雙脈沖星，進(jìn)而證實了廣義相對論是完全正確的。
最新觀測證實了相對論的正確
加拿大麥吉爾大學(xué)的科學(xué)家們稱，自廣義相對論誕生之日起，它所帶來的時空觀革命就極大地拓展了人類對宇宙的理解。從相對論中，人們發(fā)現(xiàn)了時間旅行的奧秘、原子裂變的巨大能量、宇宙的起源和終結(jié)、黑洞和暗能量等奇妙現(xiàn)象。幾乎宇宙所有的奧秘都隱藏在相對論那幾行簡單的公式中。脈沖星是一種體積較小、極端致密的恒星。這種恒星是由于巨大星體消亡或超新星激烈爆發(fā)后形成的天體。脈沖星密度極大，一個質(zhì)量超過太陽的脈沖星體積可能只有蒙特利爾市一般大小。他們以驚人速度在太空自轉(zhuǎn)運行，產(chǎn)生巨大的重力場，并通過各自的磁極輻射超強(qiáng)電磁波。地球上的射電望遠(yuǎn)鏡如同旋轉(zhuǎn)的燈塔一樣，全天候跟隨脈沖星的運行而時時觀測。在銀河系中，目前已經(jīng)觀測到了1700多顆脈沖星。此前發(fā)現(xiàn)的PSR J0737-3039A/B脈沖星是目前唯一已知的雙脈沖星系統(tǒng)。
科學(xué)家稱，雙脈沖星系統(tǒng)，也即兩顆脈沖星緊密聯(lián)系在一起，每一個星體都限制在另一顆的近軌中。實際上，兩顆脈沖星距離如此之近，在太陽系內(nèi)也同樣能夠形成雙脈沖星系統(tǒng)。PSR J0737-3039A/B距離地球達(dá)1700光年。由于脈沖星體積太小，而且與地球距離太遠(yuǎn)，因此人類很難直接觀測到他們的方位。但是，研究人員很快找到一個可行性的觀測方法：利用天蝕現(xiàn)象觀測。當(dāng)一顆脈沖星運行至其伙伴脈沖星正前方時，會吸收或阻擋其伙伴脈沖星發(fā)射的部分電磁波，于是形成了天蝕現(xiàn)象。研究人員可以依據(jù)天蝕現(xiàn)象判斷雙脈沖星的自轉(zhuǎn)規(guī)律和方位。經(jīng)過四年時間的觀測，麥吉爾大學(xué)脈沖星研究小組得出結(jié)論認(rèn)為，脈沖星的運動驗證了愛因斯坦的預(yù)言，即廣義相對論在超強(qiáng)重力場中仍然起作用。
麥吉爾大學(xué)脈沖星研究小組最近對愛因斯坦的廣義相對論進(jìn)行了新一輪的驗證實驗，由天體物理學(xué)在讀博士布里多尼具體負(fù)責(zé)。布里多尼解釋，雙脈沖星系統(tǒng)正好是驗證廣義相對論預(yù)言的最理想環(huán)境。沒有人能夠再找到比這體積更大、距離更近的天體。愛因斯坦曾經(jīng)預(yù)言，在強(qiáng)重力場中天體的自轉(zhuǎn)運動會緩慢轉(zhuǎn)向，正如雙脈沖星互相繞行的道理一樣。因此，2顆沿軌道互相繞行的脈沖星，恰好可以驗證廣義相對論在超強(qiáng)重力場中仍然起作用的預(yù)言。據(jù)布里多尼介紹，到目前為止，愛因斯坦的廣義相對論已經(jīng)通過了多次驗證。布里多尼的研究團(tuán)隊對雙脈沖星系統(tǒng)的觀測和研究，采用的是建在美國西弗吉尼亞州綠岸望遠(yuǎn)鏡。該望遠(yuǎn)鏡是世界上最大的全天可動的單天線射電望遠(yuǎn)鏡。
廣義相對論曾屢遭質(zhì)疑
愛因斯坦1905年發(fā)表了他最為著名的理論--相對論。1917年，愛因斯坦又試圖根據(jù)廣義相對論方程推導(dǎo)出整個宇宙的模型，但他發(fā)現(xiàn)，在這樣一個只有引力作用的模型中，宇宙不是膨脹就是收縮。為了使這個宇宙模型保持靜止，愛因斯坦在他的方程里額外增加了一個新的概念--宇宙常數(shù)，它表示的是一種斥力，同引力相反，它隨著天體之間距離的增大而增強(qiáng)。這是一個假想的、用以抵消引力作用的力。
然而，愛因斯坦很快發(fā)現(xiàn)自己錯了。因為科學(xué)家們很快發(fā)現(xiàn)，宇宙實際上是在不斷膨脹的。最早觀察到這一點的是20世紀(jì)的天文學(xué)之父哈勃。哈勃1889年出生于美國的密蘇里州，畢業(yè)于芝加哥大學(xué)天文系。1929年，哈勃發(fā)現(xiàn)所有星系都在遠(yuǎn)離我們而去，這表明宇宙正在不斷膨脹。這種膨脹是一種全空間的均勻膨脹，因此，在任何一點的觀測者都會看到完全一樣的膨脹，從任何一個星系來看，一切星系都以它為中心向四面散開，越遠(yuǎn)的星系間彼此散開的速度越大。宇宙的膨脹意味著，在早先，星體相互之間更加靠近，并且在更遙遠(yuǎn)過去的某一刻，它們似乎在同一個很小的范圍內(nèi)。
根據(jù)宇宙大爆炸理論，極早期的宇宙是一大片由微觀粒子構(gòu)成的均勻氣體，溫度極高，密度極大，且以很大的速率膨脹著。伽莫夫還作出了一個非凡的預(yù)言：我們的宇宙仍沐浴在早期高溫宇宙的殘余輻射中，不過溫度已經(jīng)下降很多。正如一個火爐雖然不再有火了，還可以冒一點熱氣。1964年，美國貝爾電話公司年輕的工程師--彭齊亞斯和威爾遜，因一次偶然的機(jī)會發(fā)現(xiàn)了伽莫夫所預(yù)言的早期宇宙的殘余輻射，經(jīng)過測量和計算，得出這個殘余輻射的溫度是2.7K。這一發(fā)現(xiàn)有力的佐證了宇宙大爆炸理論。廣義相對論的智慧之處就在于，它從誕生起就能描述整個完整的宇宙，即使那些未知的領(lǐng)域也被全部囊括進(jìn)去。(劉妍)
