愛因斯坦理論經(jīng)歷學(xué)界最嚴(yán)苛檢驗 仍被證明成立

據(jù)美國《華爾街日報》26日報道，科學(xué)家們對愛因斯坦的引力理論進(jìn)行了迄今為止真實世界中最嚴(yán)苛的檢驗──結(jié)果證明，理論仍然成立。 愛因斯坦的廣義相對論稱，擁有質(zhì)量的物體會導(dǎo)致時空彎曲，即我們所理解的引力。根據(jù)愛因斯坦的相對論，時空是一個由時間和空間組成的四維結(jié)構(gòu)。

資料圖：愛因斯坦

例如，一個保齡球可以讓床墊上出現(xiàn)一處凹陷，這個凹陷改變了同一床墊上一個原本做直線運動的彈子的軌跡。與之相似，太陽的質(zhì)量扭曲了周圍的時空。質(zhì)量較小的物體，比如地球，在這個扭曲的空間中沿著一個路線運動，我們稱之為軌道。

科學(xué)家們檢測這個廣義理論并不是因為他們覺得理論錯了，而是因為他們肯定地認(rèn)為這個理論不是最終的解釋，就像牛頓的萬有引力定律會被愛因斯坦的理論取代一樣。

愛因斯坦的引力理論發(fā)表于近一個世紀(jì)之前，已經(jīng)通過了迄今為止的所有檢驗。不過，科學(xué)家們一直在努力找出愛因斯坦的引力理論不再成立的精確條件，以及在哪個方面需要提出一個替代性的理論。例如，愛因斯坦的引力理論框架與量子理論相矛盾，量子理論解釋了自然界在原子和亞原子水平上的運行規(guī)律。

這份研究報告發(fā)表在《科學(xué)》雜志上。德國馬克斯·普朗克射電天文學(xué)研究所的天體物理學(xué)家、這份研究報告的作者之一弗萊雷說，以黑洞為例思考，愛因斯坦的理論預(yù)測無限強(qiáng)大的引力場和密度，這是荒謬的。

弗萊雷和他的同事把一個距地球7000光年的宇宙空間作為實驗室，來檢驗愛因斯坦的理論。那里有兩顆相互環(huán)繞的奇異星。

其中一顆奇異星是所謂的白矮星，它是一個質(zhì)量輕得多的恒星的冷卻遺跡。另一顆是每秒旋轉(zhuǎn)25次的脈沖星。盡管這顆脈沖星的寬度只有12英里，其質(zhì)量卻是太陽的兩倍。

蘇格蘭阿伯丁大學(xué)的理論物理學(xué)家查爾斯·王說，在如此小的空間里擁有如此大的質(zhì)量，會產(chǎn)生非常大的引力。不過，查爾斯沒有參與這項研究。

脈沖星表面的引力是地球的3000億倍。那里的環(huán)境接近殘酷、擁有無限能量的黑洞。黑洞連光線也能吞沒。

弗萊雷說，愛因斯坦的理論從來沒有在這樣一個環(huán)境中被檢驗過。

脈沖星和白矮星釋放出引力波，這個雙星系統(tǒng)逐漸失去能量。因此，這兩顆星會相互靠近，在軌道上運行的速度也更快。

根據(jù)愛因斯坦的理論，這兩顆恒星的軌道周期(即他們相互環(huán)繞一周所需的時間)每年應(yīng)該減少大約0.000008秒。

弗萊雷和他的同事們使用了幾臺望遠(yuǎn)鏡對這個雙星系統(tǒng)進(jìn)行了精確的測量。他們得出的結(jié)果與基于愛因斯坦理論的預(yù)測完全吻合。

查爾斯·王說，盡管愛因斯坦的理論框架到目前為止仍然無懈可擊，這項研究仍然很重要，因為天文學(xué)家的觀察幫助發(fā)現(xiàn)了檢測愛因斯坦引力理論的新的極端案例。

在愛因斯坦的理論發(fā)表后的第4年，這一理論在一次日食過程中首次被顯著證實，他因此一下子成為了名人。在被問到如果他的理論被證明是錯誤的，他會作何感想時，愛因斯坦回答說：我會為上帝感到遺憾。這個理論是正確的。