1.媒体来源:
科技新报
2.记者署名:
Emma Stein
3.完整新闻标题:
16 年双脉冲星系统观测再度挑战广义相对论，结果：爱因斯坦还是对的
4.完整新闻内文:
过去 105 年来，科学家们努力反复测试爱因斯坦的广义相对论，试图找出不足之处，然
而至今一个都没找到。现在，一项观察特殊双脉冲星系统 PSR J0737-3039 长达 16 年的
研究，再度证实了广义相对论多项预测完全正确，简直就是越检验越屹立不摇。
脉冲星、磁星都属于中子星，它们具有超高密度物质、超导/超流体内部、超高速自转、
超强引力与磁力等特性，是继黑洞后宇宙密度最大的天体，但在至今已知的数千颗中子星
中，磁星与脉冲星仅发现数十至数百颗，相对罕见。
当中，PSR J0737-3039 又是目前唯一已知由双脉冲星互相绕旋组成的系统，其中一颗每
秒自转 45 次，另一颗每秒自转 2.8 次，两者每 2.5 小时相互绕旋一圈，它们就像宇宙
中的灯塔，从极点规律发射无线电波束并产生极强大引力场。由于角动量守恒，中子星自
转非常稳定，但它们又几乎和黑洞一样紧凑，也就是说，脉冲星像时钟规律的脉冲辐射存
于被强力弯曲的时空中，是我们测试引力理论最好的对象之一。
近 16 年来，由德国马克斯·普朗克电波天文研究所天文学家 Michael Kramer 领导的团
队，透过世界各地 7 台望远镜一直在监测 PSR J0737-3039，若根据广义相对论，双脉冲
星系统的极端加速度会拉紧时空结构并发出涟漪，进而减慢系统速度，预计 2 颗脉冲星
将在 8,500 万年后碰撞。
而来自脉冲星类似时钟的规律滴答声是追踪微小扰动的完美工具：电波望远镜侦测到的脉
冲讯号抵达时间，会被双星轨道运动以一种特有方式改变，只要长期监测这种时间差，就
可以测量轨道运动微小变化，比如过去对 Hulse-Taylor 脉冲星（第一个已知包含脉冲星
的双星系统）的观测结果，表明系统公转轨道半径缩小且公转速度加速，说明轨道能因重
力波辐射而损失。
比起 Hulse-Taylor 脉冲星，PSR J0737-3039 在研究引力方面优于前者，研究团队总共
测试了广义相对论中 7 项预测，包括双星椭圆轨道方向的变化（拱点进动，Apsidal
precession）、脉冲星在旋转时拖动时空的方式（冷泽-提尔苓进动，Lense-Thirring
Precession）等，结果显示所有参数都与广义相对论预期的一致。
此外，透过测量脉冲星走完一圈公转轨道所需的时间，研究人员确定这对脉冲星每天彼此
更靠近 7 毫米，表明脉冲星的轨道正在缩小，原因就是重力波向外振动带走能量，显然
就算新的数据让观测精度提高 25 倍，广义相对论仍通过了更严苛的考验。
第三，研究还发现脉冲星正在失去质量，自转速度更快的那颗脉冲星每秒损失约 800 万
吨物质，以前这种现象因太过渺小而被忽略，但高精度新数据证明了脉冲星随时间推移微
微减速并失去质量，同时微妙地让轨道产生变化。
最后，研究人员还有了脉冲星半径的头绪，借由拖曳效应得知自转速度更快的脉冲星半径
必须小于 22 公里。
而一些意欲取代广义相对论的理论认为，脉冲讯号抵达时间可能与广义相对论预测存在较
大偏差，但这篇研究证明了各种参数都与广义相对论达到惊人一致，准确率 99.99% 以内
。
要到哪一天，科学家才可能发现广义相对论的盲点呢？新论文发表在《Physical Review
X》期刊。
5.完整新闻连结 (或短网址):
https://tinyurl.com/ywfp585t
6.备注:
https://journals.aps.org/prx/abstract/10.1103/PhysRevX.11.041050