在1915年11月广义相对论完成之前,Albert Einstein已经意识到在引力弯曲时空的理论中,质量的旋转通常会直接影响引力场。简单地说,质量的旋转会扭曲其附近的时空,这种效应通常被称为“参考系拖曳”。1918年,Josef Lense和Hans Thirring在Albert Einstein的大力支持下,用广义相对论计算了太阳系的这种效应。特别是太阳旋转造成的时空拖曳如何影响行星的运动,认为影响在当时——直到现在——都是小得无法测量的。
由SKA项目科学家组成的国际天文学家团队首次在一个遥远的双星系统中探测到了时空拖曳现象,他们利用一颗围绕白矮星运行的脉冲星探测到围绕快速旋转物体的时空漩涡。这种现象以前只能通过卫星实验在地球周围测量到。这项研究结果发表在本周的《科学》杂志上。
来自脉冲星的无线电信号就像异常精确的时钟,因此观察到的任何变化都可以精确测量物体的运动。在这项研究中,白矮星的引力作用导致脉冲星路径变化,20年中大约改变了150公里,该路径变化称为Lens-Thirring进动(以1918年预测了这种效应的两位科学家名字命名)。这些观测是利用SKA的两个探路仪进行的:澳大利亚联邦科学与工业研究组织的帕克斯望远镜(Parkes Telescope)和莫龙洛天文台综合望远镜(Molonglo Observatory Synthesis Telescope)。利用这两台望远镜,研究小组能够测量脉冲星信号的到达时间,可以在其轨道上跟踪脉冲星,平均测距精度为30公里。
新的射电望远镜,如MeerKAT和SKA,将在理解Einstein的理论如何在这些自然实验室发挥作用方面至关重要。英国SKA组织的科学家、合著者Evan Keane博士总结说:“SKA有望探测到更多这样类似的奇异双星系统,我们将能够研究更多广义相对论预测的效应。”