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爱因斯坦的广义相对论预言 ， 宇宙空间中应该存在引力辐射和引力波 。 然而 ， 由于引力辐射极其微弱 ， 当时爱因斯坦认为我们不可能在实验室发射出可供检测的引力波 ， 我们的探测器也不可能探测到宇宙中的引力波 。 因此 ， 几十年来 ， 验证引力波一直是科学家的难题 。
1993年 ， 泰勒和赫尔斯获得了诺贝尔物理学奖 ， 以表彰他们在1974年发现了前所未有的新型脉冲双星 。 当时 ， 他们都认为脉冲双星PSR1913+16具有极其重要的意义 ， 可以作为“引力波天空实验室” 。 于是 ， 他们便全力投入到引力波的验证研究 ， 坚持了20年 。
在20世纪60年代 ， 科学家已经发现了X射线双星的存在 。 它是由一颗中子星与一颗恒星伴星组成 ， 中子星会吸积伴星的物质 ， 而后在表面附近转化成X射线 。 而新发现的射电脉冲双星一般是由两颗中子星组成 。 如果它们的轨道周期较短且椭率较大 ， 那么这类中子双星系统可以发出很强的引力辐射 ， 而这会损失能量导致它们轨道周期进一步缩短 。 如果能测量脉冲双星轨道运动周期的变短 ， 就能间接证明引力波的存在 。
脉冲双星PSR1913+16刚好符合这一特征 。 它的轨道周期仅7.75个小时 ， 轨道椭率达到了0.617 ， 并且两颗脉冲星之间并没有物质交流 。 从观测到的数据推算 ， 脉冲星的轨道运动速度可达到光速的十分之一 。 因此 ， 它们的引力效应非常强 ， 从广义相对论中计算 ， 可得到引力辐射造成的周期缩短为每秒2.6×10^-12秒 。
然而 ， 要观测到如此微小的变化 ， 是非常困难的 。 困难主要体现在两点：第一 ， 对脉冲到达的时间的测量必须极端精密；第二 ， 为了发现轨道周期的变化必须要进行长期的观测 。
为此 ， 泰勒教授坚持了20年 ， 利用当时世界上最大的单口径射电望远镜阿博西雷进行了上千次观测 ， 使得精度进一步提高 。 最终 ， 实验的观测值与使用广义相对论计算的理论值仅相差0.4% 。 他们以实打实的观测数据 ， 间接证实了引力波的存在 ， 获得诺贝尔奖也是众望所归 。
【在引力波天文台之前，科学家如何间接证明引力波的存在】
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