紫金山天文臺利用行星光線偏折檢驗廣義相對論獲新進展

　　 自1915年廣義相對論誕生以來，對廣義相對論的檢驗從未中斷。1919年，太陽引力偏折測量在亞角秒精度驗證了廣義相對論，并被評價為“科學革命/新宇宙理論/牛頓思想被推翻”。2019年7月，中國科學院紫金山天文臺提出太陽系內行星、大衛星等引發的光線偏折（如圖）的高精度高靈敏度天體測量，可為檢驗廣義相對論及區分不同的引力理論提供新途徑。近日，該團隊基于前期的高精度天體測量技術，利用美國甚長基線干涉陣（VLBA）完成了對木星引發的光線偏折的測量，在這一方向邁出了第一步。

　　該研究的測量精度約20微角秒，測得表征空間曲率的無量綱后牛頓參數γ = 0.984 ± 0.037（廣義相對論中 γ = 1）。與以往基于太陽的研究相比，木星等離子體對光線偏折的影響小于太陽等離子體，同時，該研究首次考慮了多天體引力場引發光線偏折的疊加效應。

　　（亞）微角秒天體測量是未來國際平方公里陣望遠鏡（SKA）和我國500米口徑球面射電望遠鏡陣列（FASTA）的重要發展方向。精確測量行星與大衛星引發的光線偏折并加以改正，是這一方向的基礎。在（亞）微角秒精度下，γ的精度有望達到10-8，可用以檢驗與發展高階后牛頓形式及不同的引力論，探究（非）慣性運動天體的引力場及多平面透鏡效應，并為未來測量銀河系重子物質和暗物質分布奠定基礎。

　　相關研究成果發表在《天體物理雜志》上。研究工作得到江蘇省自然科學基金和國家自然科學基金的支持。

　　相關論文信息：http://doi.org/10.3847/1538-4357/ac3821