高密度恒星被发现在拖拽和扭曲时空连续体

2020-02-14 | 见丰网
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高密度恒星被发现在拖拽和扭曲时空连续体

据外媒报道,即使在爱因斯坦阐述了他的广义相对论100年后,新的观测结果仍在不断地证实它的预测。现在,澳大利亚天文学家发现了该理论一个组成部分的一些最佳证据--一对高密度恒星在近距离轨道上似乎在拖拽和扭曲时空结构本身。

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该系统被称为PSR J1141-6545,由两颗相互环绕的“死”星组成。一颗为白矮星,大小和地球差不多,但密度是地球的30万倍;另一颗是脉冲星,相当于1000亿个地球质量的物质撞成一个直径只有20公里的球。这颗脉冲星每5小时绕白矮星一周,另外两颗脉冲星的自转速度都非常快。

在广义相对论中,重力是大量质量弯曲时空结构的结果。爱因斯坦发表广义相对论几年后,数学家约瑟夫·兰斯和汉斯·蒂林(Hans Thirring)提出了“惯性系拖拽(frame dragging)”概念。从本质上说,广义相对论认为,旋转的物体应该把时空也拉在一起。

大多数情况下,这种影响因为很小所以很难被发现,它在100多年的时间里一直都没有得到证实。但现在,这项新研究的研究人员称,他们已经发现了这种长期寻找的副作用的证据。

考虑到PSR J1141-6545所释放出的巨大质量,它成为这一突破点也就不足为奇了。天文学家们利用澳大利亚的帕克斯望远镜对这些天体研究了近20年时间以此来观察它们如何随时间相互作用。

据了解,脉冲星非常有规律,就像发条一样释放能量。如果这些脉冲星在不同的时间到达望远镜,那么这表明在到达信号的过程中的某处存在干扰。

在解开围绕该系统的复杂物理机制后,研究小组断定,脉冲星信号在过去20年里在缓慢地漂移。这表明,其轨道平面逐渐倾斜,这可能是因为惯性系拖拽。

如此看来即使在100年后,广义相对论仍通过了测试,因为它的预测跟新观测结果一致。就在几年前,一个重要的方面终于得到了证实--引力波,它是由像黑洞合并这样的灾难性事件所引起的时空涟漪。

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【责任编辑:阿诺】
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