紫金山天文台利用行星光线偏折检验广义相对论取得新进展

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自1915年广义相对论诞生以来，对广义相对论的检验从未中断。1919年，太阳引力偏折测量在亚角秒精度验证了广义相对论，并被评价为“科学革命/新宇宙理论/牛顿思想被推翻”。2019年7月，中国科学院紫金山天文台提出太阳系内行星、大卫星等引发的光线偏折（如图）的高精度高灵敏度天体测量，可为检验广义相对论及区分不同的引力理论提供新途径。近日，该团队基于前期的高精度天体测量技术，利用美国甚长基线干涉阵（VLBA）完成了对木星引发的光线偏折的测量，在这一方向迈出了第一步。

该研究的测量精度约20微角秒，测得表征空间曲率的无量纲后牛顿参数γ = 0.984 ± 0.037（广义相对论中 γ = 1）。与以往基于太阳的研究相比，木星等离子体对光线偏折的影响小于太阳等离子体，同时，该研究首次考虑了多天体引力场引发光线偏折的叠加效应。

（亚）微角秒天体测量是未来国际平方公里阵望远镜（SKA）和我国500米口径球面射电望远镜阵列（FASTA）的重要发展方向。精确测量行星与大卫星引发的光线偏折并加以改正，是这一方向的基础。在（亚）微角秒精度下，γ的精度有望达到10-8，可用以检验与发展高阶后牛顿形式及不同的引力论，探究（非）惯性运动天体的引力场及多平面透镜效应，并为未来测量银河系重子物质和暗物质分布奠定基础。

相关研究成果发表在《天体物理杂志》上。研究工作得到江苏省自然科学基金和国家自然科学基金的支持。