广义相对论在更高的精度上被再次验证原文|EmilyConover翻译|Linvo已知的

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原文|EmilyConover
翻译|Linvo
已知的唯一一对脉冲星，刚刚揭示了大量独特的宇宙见解。
16年来，科学家们一直在观测这对脉冲星，也就是呈现出脉动的中子星。物理学家在12月13日发表在《物理评论X》上的一篇论文中称，测量结果证实了爱因斯坦的引力理论，即广义相对论，精确度达到了新的水平，并暗示了该理论的微妙效应。

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脉冲星是由密集的中子组成的旋转的死亡恒星，由于它们那灯塔一样的辐射光束定期扫过地球，所以看起来忽明忽暗。这些脉冲时间的变化可以揭示脉冲星的运动和广义相对论的影响。虽然物理学家已经发现了很多单独的脉冲星，但已知的相互环绕的脉冲星只有这一对。 2003年，双脉冲星系统J0737-3039的发现，为检验广义相对论开辟了可能的新途径。

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其中一颗脉冲星大约每秒自转44次，而另一颗脉冲星大约每2.8秒自转一次。这颗速度较慢的脉冲星在2008年变暗，原因是广义相对论的一个奇怪现象，使它的光束旋转到了视野之外。研究人员会继续监测剩余的可见脉冲星，然后将新数据与旧的观测数据相结合，以提高测量的精度。
以下是这项新研究的五个观点:
1.爱因斯坦在很多方面都是正确的。
通过这对脉冲星双星，我们可以对其同时进行广义相对论的五项独立测试，以检验轨道的各种性质是否符合爱因斯坦理论的预测。例如，研究人员测量轨道的椭圆旋转或进动的速率，看看它是否与预期一致。结果所有的参数都符合爱因斯坦的理论。
更重要的是，弗吉尼亚州夏洛茨维尔国家射电天文台的天体物理学家斯科特·兰塞姆说， “广义相对论的每一个单独的测试都变得如此精确，以至于……必须包括广义相对论的高阶效应来匹配数据。 ”这意味着测量是如此精确，以至于它们暗示了重力的微妙特性。
2.引力波正在消耗能量。
观测结果显示，脉冲星的轨道正在缩小。通过测量脉冲星每次走完轨道所需的时间，研究人员确定，这对脉冲星每天缩短的距离约为7毫米。
这是因为脉冲星在运行时会激发引力波，这是向外振动的时空涟漪，会带走能量。这种明显的收缩现象在20世纪70年代首次在一个拥有一颗脉冲星和一颗中子星的星系中被发现，为引力波的存在提供了早期证据。但新结果的精确度是之前测量的25倍。
3.脉冲星正在失去质量。
还有一个微妙的影响会改变这个轨道。脉冲星随着时间的推移逐渐减速，失去转动能量。因为能量和质量是同一枚硬币的两面，这意味着速度更快的脉冲星每秒损失质量约800万吨。
克雷默说：“当我第一次意识到这一点时，我真的惊呆了。虽然这听起来很多，但质量损失只会影响到轨道的微小调整。以前，科学家们在计算中可以忽略这种影响，因为这种变化非常小。但现在对轨道的测量已经足够精确，所以把它考虑进来是有意义的。
4.我们可以知道脉冲星的旋转方向，这就暗示了它的起源。
当一个脉冲星的光经过它的伴星时，通过研究脉冲的时间，科学家可以知道速度更快的脉冲星在朝哪个方向旋转。结果表明，这颗脉冲星旋转的方向与它的轨道相同，这为这对脉冲星双星的形成提供了线索。