爱因斯坦啊，你为何总是正确的？新观测结果再次证明了广义相对论

在人类科学史上，相对论无疑是最值得人们称道的科学成就。在一百多年前，爱因斯坦就提出了狭义相对论和广义相对论，直到今天，我们仍然还在试图证明其中的理论，并且，每一次都证明：爱因斯坦是正确的。

去年的时候，科学家们公布了人类历史上第一张黑洞照片，正式“发现”了从爱因斯坦的相对论中推导出来的这种天体，让它从理论变成了实际，证明了爱因斯坦的正确性。

最近，科学家们新的一系列观察，再次证明了相对论里其他的论点。

这里要说明的是，爱因斯坦本人其实并没有作出这么多的推导，其实大部分的结果，都是其他科学家根据相对论顺势进行的推导出来的。就比如我们刚才说的黑洞，其实是德国天文学家·卡尔·史瓦西利用爱因斯坦场方程所推导出来的真空解。当然，如果没有爱因斯坦的理论，这些科学家也无从去推导这些结果。因此，说到底，所有这些发现和成就，都有爱因斯坦的功劳。

除了黑洞之外，相对论告诉我们的另一个重要理论就是：空间是可以扭曲的。即使是三维空间，也可以像二维空间一样，发生弯曲。而导致三维空间扭曲的，是质量，或者说引力。就像我们把一个球放在一张网上，网会凹陷下去一样。任何物体放在空间中，空间也会“凹陷”，只不过，只有宇宙天体的质量级别，才能够把空间扭曲到我们看得见的程度。

除此之外，科学家利用爱因斯坦的理论还推导出：一个物体不仅可以通过质量扭曲空间，还可以通过旋转来扭曲。

这个原理可以很形象地进行一个比喻：就好像你在一碗水中插进一根筷子，插筷子的水面就会凹陷，这是前面说的那个理论。如果你把筷子旋转起来（注意不是搅拌，而是原地转圈），筷子周围的水也会跟着旋转起来，这就是后面推导出来的理论。这个理论，被称作坐标系拖曳效应，也叫惯性系拖曳效应。

形象地比喻之后，很多人会觉得这事好像很理所当然。可是，科学是需要证据的，必须要有观测结果来证明。问题在于，该怎么证明呢？

离我们最近的在旋转的天体，就是地球了。因此，地球显然是最好的选择之一。

为此，NASA联合斯坦福大学，发射了一个造价达7.5亿美元的重力探测器B，用以探测坐标系拖曳和另一个爱因斯坦的理论。

重力探测器B测量坐标系拖曳的方法说起来也并不很难理解，就是在地面上空642公里处安放4个陀螺仪。如果爱因斯坦的理论没错，那么经过足够长的时间后，这几个陀螺仪就会有微小的偏转，而偏转的方向就应该是地球自转的方向。当然，由于地球的质量放眼宇宙简直微不足道，因此偏转程度也极小，所以测量必须非常非常精密。

可是，就像我们说的，地球所能引起的坐标系拖曳效应，实在是太过于微小，科学家是不能够满足的。必须要找质量更大的，旋转更快的天体。

谁？

致密星！

致密星大家应该已经很熟悉了，包括白矮星、中子星和黑洞。比如中子星，每立方厘米的质量可以达到数亿吨，自转速度甚至可以让它每秒钟转几百圈！而白矮星，则在各方面略逊一筹。

1999年的时候，澳大利亚科学家利用帕克斯射电望远镜，在2000光年以外发现了一个特殊的双星系统PSR J1141-6545。在这个双星系统中，包含一颗中子星，和一颗白矮星。即便是这颗白矮星，所能带来的坐标系拖曳效应就要比地球明显1亿倍。

但是，问题在于，我们又不可能飞到2000光年以外去安置陀螺仪，怎么测量它周围的坐标系拖曳效应呢？

妙就妙在，它周围还有那颗中子星。

这一颗中子星是典型的脉冲星，这种天体可以发射出强大的射电束，科学家们形象地将它们比喻为宇宙中的灯塔。而这个射电束，就是重要的信号。

正常来说，脉冲星的射电方向是固定的。而这一颗脉冲星如此特别，处在一颗白矮星旁边。因此，它本身就可以代替陀螺仪，而且比陀螺仪还明显。只要它的射电方向发生预期中的变化，那就证明白矮星的确导致了坐标系拖曳效应。

果然，经过十几年的观察，科学家们终于发现了脉冲星的微弱偏转。事实证明，相对论推导的结果没有问题。

爱因斯坦啊，为何你总是正确的！

天文学家介绍，坐标系拖曳效应对于了解天体进动、研究天体演化有着重要意义，也可以帮助我们更好地了解黑洞。因此，这一次证明了爱因斯坦的理论，对于我们了解宇宙有着极大的帮助。

当然，在我们的面前，爱因斯坦还留下了许多高山，等着后人去翻越。不知道哪一天，我们才能跨越相对论的山和大海，继续前往宇宙和星辰。