自由落體普適性通過迄今最嚴格測試

自由落體普適性通過迄今最嚴格測試

科技日報北京7月4日電 (記者張夢然)所有物體，不論其自身重力如何，在外部引力場中下墜時具有相同的加速度，這一原理通過了迄今為止最嚴格的測試。根據英國《自然》雜志4日發表的一項物理學研究，歐洲科學家通過分析中子星—白矮星—白矮星三星系統，驗證了等效原理，為愛因斯坦廣義相對論的關鍵預測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。與其他引力理論不同，建立廣義相對論依據的前提是所有做自由落體運動的物體都將獲得相同的加速度。理論學家認為，這甚至應當適用于像中子星這樣自身擁有強大引力場的物體，因此被稱為強等效原理。可以說，正是在這個假設基礎上，愛因斯坦建立了廣義相對論的引力場方程。但是到目前為止，人們還沒有在強場體系中成功測試這一理論。

此次，荷蘭射電天文研究所科學家安尼· 阿奇博爾德及其同事，首先觀測了一個雙星系統的運動：在該系統中，一顆白矮星緊密地繞一顆中子星運行。同時，另有一顆遙遠的白矮星繞二者運行。這個三星系統使研究人員能夠調查外側白矮星的引力，是如何影響內側白矮星及其伴星中子星的，而中子星具有強大的自引力。

根據其他的引力理論，中子星相關的時空曲率(在引力場中，物體“質量”的分布狀況使時空性質變得不均勻，引起了時空的彎曲)，會導致它以不同的加速度向內側白矮星降落，從而扭曲內層軌道。但是，研究團隊發現，二者之間的加速度差異至多只有260萬分之一，因此這一發現依然支持廣義相對論，且較之前關于等效原理的測試增強了1000倍。

標簽： 普適性 自由落體