【菜科解读】

　　不同射电望远镜对双脉冲星系统的观测结果证明了广义相对论的正确性（资料图：Credit:Vigna-Gomez et al.）

　　据科技日报（刘霞）：历时16年，广义相对论通过迄今最严苛测试！一个国际科研团队在最新一期《物理评论X》杂志上撰文指出，他们分析了2003年至2019年间遍布世界多处的7台不同射电望远镜对双脉冲星系统的观测结果，证明了广义相对论的正确性，同时也将验证精度推上新台阶。

　　1916年，阿尔伯特·爱因斯坦发表广义相对论，彻底改变了人们对物理学和宇宙的理解。

过去105年间，科学家对广义相对论开展了多项测试，但迄今一直未能找到其破绽。

最新研究是广义相对论史上最雄心勃勃、最复杂的挑战之一，也证明了其正确性。

　　脉冲星是一种中子星或超致密恒星的“尸体”，其磁极会发射出强大的辐射束和粒子。

研究小组称，他们调查的两颗脉冲星距地约2400光年，其中一颗每秒旋转44次；

而另一颗则每2.8秒旋转一次。

这两颗脉冲星每147分钟围绕一个共同的质心运行一次，在太空中的移动速度约为100万公里/小时。

　　研究合作者、澳大利亚联邦科学与工业研究组织的迪克·曼彻斯特在一份声明中说：“此类天体的质量比太阳多30%，但直径仅为15公里。

像这样致密天体的快速轨道运动让我们能够测试广义相对论的总共7个预测。

”

　　曼彻斯特表示，鉴于新测试拥有广义相对论测试迄今最高的精确度，他们除了验证引力波和光的传播外，还能测量“时间膨胀”（使时钟在引力场中运行得更慢）的影响。

　　研究发现，所有7个预测都得到了证实，所以广义相对论仍然稳如泰山，但这并不意味着研究人员应该停止寻找该理论的错误和破绽。

　　研究合作者、英国东安格利亚大学物理学家罗伯特·弗里德曼解释道：“广义相对论与量子力学所描述的基本力不兼容。

因此，我们需要继续对广义相对论开展更严苛测试，看看该理论是否会分崩离析。

”

　　弗里德曼强调称，发现任何偏差都将是一个重大发现，将为我们打开一扇新窗口，重新理解宇宙，也将有助于我们最终发现关于自然基本力的大一统理论。

宇宙的起源与大爆炸理论

在众多宇宙起源假说之中，宇宙大爆炸理论凭借充足的观测证据、严谨的物理推演，成为目前科学界认可度最高、体系最为完善的主流学说。

它清晰勾勒出宇宙从极致奇点爆发，不断膨胀降温、逐步形成物质天体，最终演化成如今浩瀚星河的完整历程，同时也留存着诸多尚未解开的宇宙谜题，让人类在探索起源的道路上依旧步履不停。

宇宙起源探索的漫长历程在科学理论正式成型之前，人类对宇宙起源的认知始终停留在主观臆想与神话传说层面。

不同文明都诞生了独属于自己的创世故事，将宇宙诞生归结于神力造物，认为天地万物自诞生之初便是如今的模样，宇宙永恒静止，不会发生任何形态与结构上的改变。

这种静止宇宙观念，占据了人类思想长河漫长的岁月。

随着近代天文望远镜问世，天文观测技术飞速发展，天文学家得以挣脱肉眼观测的局限，望向更远的深空。

人们陆续发现星系之间存在明显的运动轨迹，宇宙并非一成不变的静态空间，传统的静态宇宙理念开始出现裂痕。

众多科学家开始摒弃固有思维，尝试从物理规律、天体运动轨迹入手，探寻宇宙诞生的真实过程，各类宇宙演化猜想接连出现，也为后续大爆炸理论的诞生筑牢了思想与观测基础。

大爆炸理论的诞生与核心定义二十世纪初期，时空相对论的提出，彻底颠覆了人类对时间与空间的固有认知，也为宇宙演化研究提供了全新的理论支撑。

后续天文学家通过观测发现，几乎所有河外星系都在远离银河系，星系光谱普遍出现红移现象，这一现象直接证明整个宇宙正处于持续膨胀的状态之中。

顺着宇宙不断膨胀的轨迹反向推演不难得出结论，回溯无尽久远的过去，宇宙中所有的物质、能量、时空维度，都被压缩聚集在一个体积无限小、密度无限大、温度无限高、时空曲率无限大的神秘奇点之内。

大约一百三十八亿年前，这个致密奇点发生剧烈爆炸，极致的能量瞬间向外迸发，宇宙就此正式诞生，这便是宇宙大爆炸理论的核心内涵。

需要明确的是，大众认知里的爆炸，大多是物质在固定空间内发生的剧烈冲击反应，而宇宙大爆炸截然不同。

它并非发生在某一个固定的空间点位，而是时空本身的极速膨胀延伸，宇宙不存在明确的爆炸中心，整个空间都在随着爆炸不断延展扩张。

大爆炸之后宇宙的演化全过程奇点爆发的最初瞬间，宇宙处于极致高温高能状态，此时没有任何成型的物质形态，充斥着纯粹的基础能量与高速运动的微观粒子，时空结构在极速膨胀中快速搭建成型。

随着宇宙空间不断向外扩张，整体温度开始快速下降，剧烈动荡的宇宙环境逐渐趋于平稳，为基础物质的形成创造了必备条件。

温度回落至特定区间后，散落的基础微观粒子开始相互结合，逐步形成质子、中子、电子等构成物质的基础单元，最简单的氢原子、氦原子率先诞生，这也是如今宇宙中含量占比最高的两类基础元素。

大量基础原子不断汇聚聚拢，在引力的作用下慢慢凝聚成团，形成原始的宇宙气体星云。

庞大的原始星云在自身引力持续作用下不断收缩挤压，内部温度与压强急剧升高，星云核心率先点燃核聚变反应，一颗颗恒星就此诞生。

恒星诞生之后，内部持续进行核聚变反应，不断锻造出氧、碳、铁等各类重元素，恒星晚年走向消亡之时，会以超新星爆发的形式，将自身锻造的重元素抛洒至宇宙空间之中。

散落的重元素与原始气体再度融合汇聚，围绕稳定运转的恒星不断排布聚集，慢慢演化出行星、卫星、小行星等各类天体，无数天体相互组合，构建成庞大的星系。

历经百亿年的漫长演化，无数星系交织分布，逐渐形成如今我们所能观测到的，层次分明、浩瀚无垠的宇宙格局，太阳系、银河系也在这漫长的演化进程中应运而生。

支撑大爆炸理论的硬核观测证据一项科学理论能够成为主流学说，离不开实打实的观测证据作为支撑，宇宙大爆炸理论能够站稳脚跟，依靠多项无法辩驳的天文观测结果。

星系红移现象是最直观的依据，星系持续远离地球，印证了宇宙膨胀的核心观点，反向推演便能佐证奇点起源的合理性。

宇宙微波背景辐射更是极具说服力的关键证据，这是宇宙大爆炸残留至今的原始余温，遍布宇宙每一处空间，是奇点爆发之后高温残留不断冷却留存下来的痕迹，其温度数值与分布状态，完全契合大爆炸理论的推演结果。

除此之外，宇宙之中氢元素与氦元素的丰度比例，也和大爆炸核合成阶段推算出的元素占比高度吻合，进一步夯实了理论根基。

同时人类观测到的远古星系形态、天体演化规律，都能够完美契合大爆炸之后宇宙逐步演化的时间线，诸多证据相互印证，让这一宇宙起源理论拥有了无可替代的科学说服力。

大爆炸理论现存的局限与未解之谜即便大爆炸理论体系足够完善，能够解释绝大多数宇宙演化现象，但它依旧存在诸多无法解答的宇宙谜题，存在明显的理论局限。

首先科学界至今无法探明，蕴含无穷能量的宇宙奇点究竟从何而来，奇点诞生之前是否存在时空与物质，在大爆炸发生之前，整个世界处于何种状态，这是起源层面最大的未解难题。

其次大爆炸理论无法完美解释宇宙大尺度结构的形成原因，也无法精准阐释暗物质与暗能量的本质。

现如今人类早已证实暗物质维系着星系运转平衡，暗能量推动宇宙加速膨胀，但这两类占据宇宙绝大部分质量能量的神秘存在，始终游离在大爆炸理论体系之外，无法用现有理论推演其诞生与演化过程。

除此之外，宇宙膨胀最终会走向何种结局，是持续无限膨胀逐渐趋于冰冷死寂，还是膨胀到达极限后反向收缩重回奇点，完成宇宙轮回，这些关乎宇宙终极命运的问题，依旧没有统一且确定的答案。

结语宇宙大爆炸理论，是目前人类探索宇宙起源最成功、最贴近真相的科学理论，它串联起百亿年宇宙演化历程，让我们清晰知晓星河万物的诞生脉络。

从极致奇点的惊天爆发，到基础物质诞生，再到星系天体遍布寰宇，宇宙用百亿年的时光完成了一场盛大的演化旅程。

但我们必须清醒认识到，这并非宇宙起源的终极答案，它只是人类探索宇宙真相道路上的一座重要里程碑。

随着天文观测设备不断升级，深空探测事业持续推进，未来还会有更多全新的宇宙现象被发现，更多未知的宇宙规律被解锁。

人类会在不断修正、完善现有理论的过程中，一步步拨开宇宙起源的层层迷雾，持续探寻这片浩瀚星海最本源的秘密。

重力波之后又有新发现 或改写黑洞理论

费米太空望远镜在重力波信号之后检测到伽玛射线闪光（又称为伽玛射线暴），该发现可能改写目前的黑洞理论。

今年2月，现代物理学出现最重大的突破——发现重力波。

科学家使用激光干涉重力波天文台（LIGO）证实，一百年前爱因斯坦预测的重力波（又称引力波）是存在的。

而且，其来源可能为2015年9月观测到的一对正在发生融合的黑洞。

科学界认为，发现重力波的存在改变了人们对宇宙及时空的理解。

据美国航空航天局发布的消息，费米太空望远镜上的伽玛射线爆发监测仪（GBM）在重力波信号出现后不到半秒的时间，检测到短暂、微弱的高能量射线暴发。

航空航天局说，出现这种巧合的概率不到千分之二。

也就说，基本不能是巧合，而是真实确定的伽玛射线信号。

这说明，从黑洞传出的不只有重力波，还有射线物质。

进一步讲，该发现提示黑洞融合会产生伽玛射线。

而目前的黑洞理论认为，黑洞在发生融合时不会向外释放任何物质。

航空航天局认为，这又是一个里程碑的发现。

参与此项观测研究的美国太空科学技术中心（NSSTC）的科学家华莱丽·康诺顿（ Valerie Connaughton）说："这是一个引人注目的发现，出错的机会很小，但是在我们可以改写教科书之前，需要观测与黑洞融合所发出的重力波有联系的更多射线暴发信号才行。

"