引力的速度就是光速？科學家再次驗證愛因斯坦相對論的正確性

導語：對引力波和源自中子星合併而產生的光的觀測表明，引力的速度實際上就是光速。這個實驗結果驗證了廣義相對論，使我們更加深入地瞭解了宇宙。

天文學的發展

對引力波的探測正在迅速推動我們走入天文學和物理學的新時代。 激光干涉儀引力波天文臺（LIGO）等新型設備使我們在過去的兩年中不止觀測到一次，而是四次都觀測到了引力波。 現在，這些工具將賦予我們更敏銳的洞察力，去揭示現代物理學最大的奧祕之一：引力的速度。

（圖片來源：Engin_Akyurt，通過Pixabay上傳）

雖然牛頓經典物理學認為重力的影響是瞬時的，但愛因斯坦從理論上推斷道，這將我們束縛在地球上的力量實際上必須在拉動物體之前先在空間中移動。 自從愛因斯坦做出這個預言以來，科學家們一直在尋找測量這種現象的方法。

蒙大拿州立大學的物理學家Neil Cornish告訴Phys.org的記者說：“引力的速度，就像光速一樣，是宇宙的基本常數之一。但是，直到引力波天文學的出現之前，我們都沒有辦法直接測量引力的速度。”

引力波天文學的發展為天文學家首次對來自同一源頭的引力波和光進行同時觀測鋪平了道路。 這次實驗中觀測的爆發中引力波先是被LIGO探測到，然後在兩秒鐘之後，另外兩臺望遠鏡又觀測到一個來自相同位置的短時間伽馬射線爆發。 科學家們猜想這次事件是一次“千倍新星”(kilonova) 爆發現象，它造成的光比兩顆中子星融合後形成的標準新星還要亮1000倍。

對引力速度的測量

這兩組來自“千倍新星”的數據使得科學家能夠比較伽瑪射線的速度和引力波的速度，使我們比以往更加清楚地瞭解了引力的速度。之前對引力波的測量使得科學家們可以確定地將引力速度的範圍縮小在光速的55％至142％區間之內。但是這次觀測使他們將引力速度和光速之間的差距進一步縮小到光速的-3×10 ^ -15和7×10 ^ -16之內——如此微小的差距，意味著引力的速度實際上就是光速。

這一史詩級的科學發現對於基礎物理學和我們對宇宙的理解有著深遠的意義。而且更為重要的是，確定引力的速度將有助於物理學家去揭穿、駁倒一些與愛因斯坦廣義相對論相矛盾的理論。

Cornish對Phys.org的記者說：“其他很多重力理論，包括一些被用來解釋宇宙加速膨脹的理論，都預測引力速度與光速不同。不過現在其中的一些理論已經被排除了，從而限制了一些可能明顯修改愛因斯坦理論的方式，並且使“暗能量導致宇宙加速擴張”這一解釋更具可能性與說服力。

天文學家希望LIGO和其他類似的設備能夠在未來幾年提供足夠的數據來更進一步地確定引力速度，使誤差不超過光速的1％。引力波研究確實是前所未有地推動宇宙學的發展，而這只是其中的一個例子。全球化的時代極大地促進了信息資源的共享、科學技術的互助、國際間的合作，不論是天文學還是物理學，在新時代中都將會有長足而深遠的發展。

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編譯|褚茗帆

編輯|大浪淘沙

審閱|Soybean

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