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金牛座 三天體系統 PSR J0337+1715 强等效原理
2024-04-25 13:47:11 *
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作者 主題: 金牛座 三天體系統 PSR J0337+1715 强等效原理  (閱讀 3275 次)
peter
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« 於: 2014-01-07 12:57:38 »

  金牛座 三天體系統  PSR J0337+1715 强等效原理

==
金牛座三星系统或推翻广义相对论 Huh?Huh?

==
Green Bank Telescope 發現特殊三天體系統  PSR J0337+1715

http://space.kexue.com/2014/0107/37007.html
狭窄空间现独特"三体系统" 或可验证相对论

研究人员使用美国国家科学基金会的绿岸望远镜(GBT  Green Bank Telescope )发现了一个难以置信的三体系统,其中有两颗白矮星和一颗超级致密的中子星构成,更加令科学家疑惑的是,三颗天体竟然“挤”在不到一个天文单位(一个日地距离)的空间中,显然如此近的轨道环境存在非常复杂的引力相互作用,国家射电天文台科学家斯科特-兰塞姆认为如此极端的引力环境可以进一步验证爱因斯坦的广义相对论,并揭示三体系统是如何运行的,该天体系统为我们提供了一个天然的宇宙引力实验室。

 https://public.nrao.edu/news/pressreleases/pulsar-in-stellar-triple-system
Pulsar in a Stellar Triple System Makes Unique Gravitational Laboratory

http://www.tgdaily.com/space-features/84646-pulsar-in-a-stellar-triple-system-makes-unique-gravitational-lab



https://www.youtube.com/watch?v=0Gq7x-LcE1U



http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/abs/nature12917.html

« 最後編輯時間: 2018-07-06 10:00:21 由 peter » 已記錄

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« 回覆文章 #1 於: 2017-07-21 16:08:46 »

http://www.cnbeta.com/articles/tech/633839.htm
推翻廣義相對論    會嗎? 

2012年首次發現、2014年正式揭曉的三星系統PSR J0337+1715就是這樣一個例子。
該系統位于金牛座星系中,距地球約4200光年。在這個三星系統中,三顆死去的恒星星核如同跳芭蕾般繞著彼此旋轉。
它們或許將證實(或改寫)愛因斯坦提出的時空理論。上世紀70年代,一個雙星系統曾為我們提供了強有力的間接證據,
為廣義相對論和引力波提供了支持。而LIGO已證實引力波確實存在。參與這項研究的科學家們最終獲得了諾貝爾獎。
而自從宣布發現三星系統以來,科學家對他們的進展一直秘而不宣。

刺眼的光芒
要把PSR J0337+1715看成一項實驗,最好將它的存在具象化。在距該系統中心約為一個日地距離的地方,有一顆冰冷的白矮星。
它是一顆類似太陽的恒星遺留下的堅硬星核。再往里去,則是一顆溫度較高的白矮星。美國弗吉尼亞國立射電天文臺的天文學家、
負責此次觀測任務的斯科特·蘭森(Scott Ransom)指出,這顆白矮星在夜空中發出“刺眼的光芒”。
靠內的白矮星每過1.6天便圍繞伴星轉動一圈。裸眼看不見這顆伴星,但在X射線和伽馬射線圖像上,
兩顆白矮星都比其伴星微弱得多。這顆伴星直徑24公里,質量竟足有太陽的1.5倍。

這顆伴星其實是脈沖星,是一顆較大恒星留下的遺骸。它每2.73毫秒便旋轉一圈,就像一位瘋狂的舞者。每次旋轉都像燈塔一樣、
將射電波在宇宙中橫掃一圈。地球也在其掃射范圍內,因此無數年來、它的每次旋轉都在地球上留下了一道印記,如同一座極準的鐘表。
再加之這幾顆天體的引力場十分密集、相互纏繞,用來測驗愛因斯坦的理論再合適不過。

蘭森的團隊一直在給這顆脈沖星計時、追蹤三顆天體的軌道變化、并將結果與愛因斯坦的理論預測進行比較。
如今,一項假說正在逐漸成型。

在伽利略的比薩斜塔實驗中,兩個質量不同的物體落地時間完全相同;
而在月球上,宇航員戴維·斯科特(David Scott)也用一片羽毛和一根錘子取得了相同的結果。

廣義相對論中的 "強等效原理" 正是該現象的延伸。該原理認為,物體引力場再強、遇到引力時的表現也應完全相同。
就像羽毛和錘子一樣,

內側白矮星和重得多的脈沖星應對外側白矮星的引力有著相似反應。否則內側兩顆天體的軌道就會更偏橢圓形,
而這就違背了強等效性原理,廣義相對論也就無法成立。這聽上去頗為聳人聽聞。
但為此震驚是遲早的事,因為廣義相對論很難和其它自然理論和諧兼容,早已引發了人們的質疑。
“除廣義相對論之外的其它引力理論都預測強等效性原理會在某種尺度下失效。”蘭森指出。
在今年九月即將于英國舉行的脈沖星大會上,蘭森的團隊希望能宣布最新研究結果。
此次研究由博士后安妮·阿奇博爾德(Anne Archibald)帶領。他們將以更高的精確度、對等效性原理進行測試。
但蘭森指出,他們目前還沒有這么做,因為還需進一步分析看似違背了等效性原理的數據規律。

“這件事意義非凡,所以我們必須確定自己對數據的理解準確無誤。”蘭森表示。到目前為止,電腦仍在對數據進行分析。
有人問他:“等論文發表之后,大家會不會嚇一大跳呢?”“大多數人認為,
強等效性原理并不會在這些尺度下失效。”蘭森解釋道,“因此我們必須竭盡全力、從各角度進行驗證。”
也許PSR J0337+1715系統是宇宙所做的一次完美實驗。在這個實驗中,廣義相對論徹底失效,
而不是僅僅從等式和模擬的層面站不住腳。具體如何,我們還當拭目以待。



==

https://ifun01.com/NQLP7FU.html


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« 回覆文章 #2 於: 2018-07-06 10:01:12 »

https://www.cnbeta.com/articles/science/743551.htm
https://read01.com/xDeMEm3.html
研究报告发表在《自然》期刊上。阿波罗 15 号宇航员 David Scott 曾在月球上做过一个实验,在没有空气的月球引力场内,锤子和羽毛同时以相同的速率掉落。天文学家在 2011 年观察到了一个三星系统 PSR J0337+1715,距离地球约 4200 光年。三星系统中的两颗距离较近,一颗中子星和一颗白矮星围绕一周 1.6 天,它们围绕另一颗白矮星则需要 327 天。这颗中子星是脉冲星,可以充当高精度的时钟。 中子星是一颗致密的天体,而内层的白矮星则没有中子星致密或重,因此有着更小的引力结合能。通过对这个三星系统细致的观察和仔细的计算,天文学家发现中子星和内白矮星之间的加速度差异太小而无法检测出。
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« 回覆文章 #3 於: 2018-07-08 11:47:08 »

https://technews.tw/2018/07/06/einstein-general-relativity-white-dwarf-pulsar-psr-j0337-1715-acceleration-equivalence-principle/

等效原理(equivalence principle,EP)


重力場中所有物體無論質量大小或成分差異,其加速度都相同,科學家當然已在太陽系多次驗證,最著名的實驗莫過於 1971 年,NASA 太空人大衛·史考特(David Scott)在月球上同時丟下一根羽毛和一把錘子,兩者同時擊中月球表面。(不過如果你在地球上做這個實驗,錘子鐵定比羽毛更快到達地面,因為羽毛受到大氣另一個力更多影響:空氣阻力)

這一次,天文學家又做了一個實驗,不過物體不再是小而美的錘子和羽毛,而是脈衝星和白矮星。

根據美國國家電波天文台,綠堤望遠鏡(GBT)於 2011 年時,從距離地球約 4,200 光年處發現三星系統 PSR J0337 + 1715,成員包含 2 顆白矮星及 1 顆超高密度脈衝星(一種中子星),脈衝星為伴星,與其中 1 顆白矮星每 1.6 天互繞一圈,兩者每 327 天再繞行另 1 顆白矮星一圈。

自那時起,綠堤望遠鏡、荷蘭 westerbork 電波望遠鏡(WSRT)以及波多黎各的阿雷西博天文台(一架單面口徑電波望遠鏡)開始投入觀察該系統長達 6 年,獲取數據計算每個物體相對於另一個物體的移動方式,以測試在極端天體條件下,愛因斯坦理論持續成真,還是終於失效。

這段期間,各界更有不少聲音等著這次實驗推翻愛因斯坦,因為除了廣義相對論之外的其它引力理論,都預測強等效原理會在某種尺度下失效。由於脈衝星旋轉極其規律,可與地球上最精確的原子鐘相媲美,綠堤望遠鏡作為世界上最敏感的電波望遠鏡之一,精確得出該系統脈衝星每秒旋轉 366 次;此外,這顆脈衝星直徑只有 24 公里,卻壓縮了高達太陽 1.4 倍的質量,而與脈衝星互相繞行的白矮星質量只有太陽 0.2 倍,大小卻相當於地球。

簡單來說,這兩顆天體本質完全不同,但如果愛因斯坦和等效原理是對的,那麼它們在另一顆白矮星的引力拉動下加速度應該相同,描述白矮星與脈衝星之間加速度差異的 Delta 參數也應該要等於零;如果愛因斯坦錯了,那麼天文學家會看到互繞的白矮星和中子星之間產生某種擺動,兩顆天體的軌道可能更偏向橢圓形。

終於,6 年觀測結果表明,恭喜廣義相對論又贏了,在大家拭目以待的眼光及極端條件測試下依然屹立不倒。分析顯示,在測量不確定性範圍內,兩者加速度差異接近零,或者說在 95% 信賴區間內,Delta 值小於 0.0000026,誤差幅度僅 30 公尺。

這一發現立刻排除了幾種替代理論,包括弦理論中某些解釋。研究也證實了,廣義相對論仍是目前理解宇宙的最合理方式,這份一世紀前寫下的理論,可說是人類最難以置信的成就之一。

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