2012年科学家发现了一个三体星系统:PSR J0337+1715。该系统距离地球约4200光年。
在这个三星系统中,三颗死去的恒星星核如同跳芭蕾般绕着彼此旋转。它们或许将证实(或改写)爱因斯坦提出的时空理论。
要把PSR J0337+1715看成一项实验,最好将它的存在具象化。在距该系统中心约为一个日地距离的地方,有一颗冰冷的白矮星。它是一颗类似太阳的恒星遗留下的坚硬星核。再往里去,则是一颗温度较高的白矮星。美国弗吉尼亚国立射电天文台的天文学家、负责此次观测任务的斯科特·兰森(Scott Ransom)指出,这颗白矮星在夜空中发出“刺眼的光芒”。
靠内的白矮星每过1.6天便围绕伴星转动一圈。裸眼看不见这颗伴星,但在X射线和伽马射线图像上,两颗白矮星都比其伴星微弱得多。这颗伴星直径24公里,质量竟足有太阳的1.5倍。
兰森的团队一直在给这颗脉冲星计时、追踪三颗天体的轨道变化、并将结果与爱因斯坦的理论预测进行比较。如今,一项假说正在逐渐成型。
在伽利略的比萨斜塔实验中,两个质量不同的物体落地时间完全相同;而在月球上,宇航员戴维·斯科特(David Scott)也用一片羽毛和一根锤子取得了相同的结果。
就像羽毛和锤子一样,内侧白矮星和重得多的脉冲星应对外侧白矮星的引力有着相似反应。否则内侧两颗天体的轨道就会更偏椭圆形,而这就违背了强等效性原理,广义相对论也就无法成立。
在今年九月即将于英国举行的脉冲星大会上,兰森的团队希望能宣布最新研究结果。此次研究由博士后安妮·阿奇博尔德(Anne Archibald)带领。他们将以更高的精确度、对等效性原理进行测试。
也许PSR J0337+1715系统是宇宙所做的一次完美实验。在这个实验中,广义相对论彻底失效,而不是仅仅从等式和模拟的层面站不住脚。具体如何,我们还当拭目以待。