時空是扭曲的還是平直的,其實大家心中都有一個不約而同的答案。然而我們需要真切的證據(jù)讓我們心中的疑團消散,一項最新研究撥開了我們的疑惑,事實證明,宇宙和時間在死星周圍形成的漩渦其實證實了愛因斯坦廣義相對論的另一個預言!時空繞著一顆死星旋轉(zhuǎn),這再次證明了愛因斯坦是正確的!
正如科學家們所認為的那樣,時空確實是被宇宙中巨大的旋轉(zhuǎn)物體攪動著的。因為在PSR J1141-6545雙星系統(tǒng)中,科學家看到了由一顆旋轉(zhuǎn)的白矮星所產(chǎn)生時空效應(yīng),也被稱為幀拖拽。什么是幀拖拽呢?其實就是“倫斯-瑟林效應(yīng)”。它表明時空會繞著一個巨大的旋轉(zhuǎn)的物體旋轉(zhuǎn)。例如,想象地球被蜂蜜淹沒。當行星旋轉(zhuǎn)時,它周圍的蜂蜜也會打旋。同樣,時空也是如此。
目前進行的衛(wèi)星實驗已經(jīng)探測到地球旋轉(zhuǎn)引力場中的幀拖拽現(xiàn)象,但其影響非常小,因此很難測量。質(zhì)量更大、引力場更強的物體,如白矮星和中子星,更有可能看到這種現(xiàn)象。
科學家們關(guān)注的是PSR J1141-6545,這是一顆年輕的脈沖星,質(zhì)量大約是太陽的1.27倍。這顆脈沖星距離地球1萬到2.5萬光年,位于著名的南十字星座附近的Musca星座。脈沖星是一種快速旋轉(zhuǎn)的中子星,它可以沿著磁極發(fā)射無線電波。中子星是超新星災難性爆炸后的產(chǎn)物,也就是恒星的尸體,這些殘留物的重力強大到足以把質(zhì)子和電子一起壓碎,形成中子。
PSR J1141-6545脈沖星圍繞著一顆質(zhì)量與太陽相當?shù)陌装切D(zhuǎn)。白矮星是在一些平均大小的恒星耗盡它們的燃料并剝離它們的外層后留下的、地球大小的死恒星的超高密度核心。我們的太陽總有一天會變成白矮星,銀河系90%以上的恒星也會變成白矮星。這顆脈沖星圍繞白矮星較近,因此它的環(huán)繞軌道周期不到5個小時,在太空中環(huán)繞速度達到大約620000英里每小時(100萬公里/小時)。
研究人員使用澳大利亞的帕克斯望遠鏡和最大射電望遠鏡,在近20年的時間里,測量了脈沖星的脈沖何時到達地球,精度在100微秒內(nèi)。這使得他們能夠探測到脈沖星和白矮星相互軌道運行方式的長期漂移現(xiàn)象。在排除了造成這種漂移的其他可能的原因后,科學家們得出結(jié)論,認為這是白矮星拖曳的結(jié)果,快速旋轉(zhuǎn)的白矮星對時空的拉力導致脈沖星的軌道隨著時間的推移緩慢改變其方向。根據(jù)畫面拖曳的程度,研究人員計算出白矮星每小時繞軸旋轉(zhuǎn)30次。
先前的研究表明,在這個雙星系統(tǒng)中,白矮星形成于脈沖星之前。對這些理論模型的一個預測是,在形成脈沖星的超新星出現(xiàn)之前,脈沖星的前身在大約16000年的時間里,向白矮星拋灑了近2萬地球質(zhì)量的物質(zhì),提高了它的自轉(zhuǎn)速度。
不過像PSR J1141-6545這樣的脈沖星比白矮星年輕的星系非常罕見,這項新研究“證實了20多年前提出的關(guān)于二元系統(tǒng)形成的長期假設(shè),事實證明,愛因斯坦的預言是正確的。
研究人員指出,他們使用了幀拖拽技術(shù)來深入了解導致這一現(xiàn)象的旋轉(zhuǎn)恒星。在未來,他們可以使用類似的方法來分析雙星,以更多地了解它們的內(nèi)部組成。中子星內(nèi)部物質(zhì)的密度遠遠超過實驗室所能達到的水平,因此,利用這種技術(shù)使中微子-恒星系統(tǒng)加倍,可以學到大量新的物理學知識。