自由落體普適性通過(guò)迄今最嚴(yán)格測(cè)試

科技日?qǐng)?bào)北京7月4日電 (記者張夢(mèng)然)所有物體，不論其自身重力如何，在外部引力場(chǎng)中下墜時(shí)具有相同的加速度，這一原理通過(guò)了迄今為止最嚴(yán)格的測(cè)試。根據(jù)英國(guó)《自然》雜志4日發(fā)表的一項(xiàng)物理學(xué)研究，歐洲科學(xué)家通過(guò)分析中子星—白矮星—白矮星三星系統(tǒng)，驗(yàn)證了等效原理，為愛(ài)因斯坦廣義相對(duì)論的關(guān)鍵預(yù)測(cè)提供了極其重要的支持。

等效原理是引力的最基本物理性質(zhì)。與其他引力理論不同，建立廣義相對(duì)論依據(jù)的前提是所有做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體都將獲得相同的加速度。理論學(xué)家認(rèn)為，這甚至應(yīng)當(dāng)適用于像中子星這樣自身?yè)碛袕?qiáng)大引力場(chǎng)的物體，因此被稱為強(qiáng)等效原理?？梢哉f(shuō)，正是在這個(gè)假設(shè)基礎(chǔ)上，愛(ài)因斯坦建立了廣義相對(duì)論的引力場(chǎng)方程。但是到目前為止，人們還沒(méi)有在強(qiáng)場(chǎng)體系中成功測(cè)試這一理論。

此次，荷蘭射電天文研究所科學(xué)家安尼· 阿奇博爾德及其同事，首先觀測(cè)了一個(gè)雙星系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)：在該系統(tǒng)中，一顆白矮星緊密地繞一顆中子星運(yùn)行。同時(shí)，另有一顆遙遠(yuǎn)的白矮星繞二者運(yùn)行。這個(gè)三星系統(tǒng)使研究人員能夠調(diào)查外側(cè)白矮星的引力，是如何影響內(nèi)側(cè)白矮星及其伴星中子星的，而中子星具有強(qiáng)大的自引力。

根據(jù)其他的引力理論，中子星相關(guān)的時(shí)空曲率(在引力場(chǎng)中，物體“質(zhì)量”的分布狀況使時(shí)空性質(zhì)變得不均勻，引起了時(shí)空的彎曲)，會(huì)導(dǎo)致它以不同的加速度向內(nèi)側(cè)白矮星降落，從而扭曲內(nèi)層軌道。但是，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，二者之間的加速度差異至多只有260萬(wàn)分之一，因此這一發(fā)現(xiàn)依然支持廣義相對(duì)論，且較之前關(guān)于等效原理的測(cè)試增強(qiáng)了1000倍。

標(biāo)簽： 普適性 自由落體