猴塞雷

科学观察员
科学赐予人类相信真理的力量

稠密的恒星扭曲并拖曳时空连续体

稠密的恒星扭曲并拖曳时空连续体

即使在爱因斯坦阐述了他的广义相对论100年后,新的观测结果不断证实了它的预测。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。

该系统被称为PSR J1141-6545,由两颗相互环绕的“死”恒星组成。一颗是白矮星,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,它将相当于1000亿地球质量的物质撞成一个直径只有20公里(12.4英里)的球。这颗脉冲星每5小时环绕白矮星一周,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·伦瑟和汉斯·瑟林提出了“框架拖动”的概念。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,这种影响很小,很难被发现,所以它在100多年的时间里一直没有得到证实。但现在,这项新研究的研究人员声称,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,它成为这一突破的地点也就不足为奇了。天文学家们用澳大利亚的帕克斯望远镜研究这些天体近20年,观察它们如何随时间相互作用。长期来看,他们注意到一个渐进的变化,这可能是由于帧拖拽。

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

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年里缓慢地漂移。这表明,其轨道平面逐渐倾斜,这可能是由于帧拖拽(也称为透镜-焦距岁差)。

该研究的作者之一埃文·基恩(Evan Keane)说:“我们可以把脉冲星发出的周期性光脉冲看作是时钟的滴答声,当它们改变轨道结构和时钟脉冲的到达时间时,我们可以解开许多引力效应。”“在这种情况下,我们第一次在任何恒星系统中看到了广义相对论预言的透镜状旋进。”

即使在100年后,广义相对论仍然通过了测试,因为它的预测与新的观测结果一致。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。

拖拽时空连续体

猴塞雷 版权所有,未经允许不得转载:猴塞雷 » 稠密的恒星扭曲并拖曳时空连续体
分享到: 更多 (0)

猜你也想读下面的文章: