以大质量脉冲星 PSR J0740+6620 检验 $f(R,T)=\mathcal{R}+\beta T$ 修正引力

许多受物理启发对广义相对论（GR）的修正都预言了围绕大质量中子星时空性质的显著偏离。这些修正中包括 $f(\mathcal{R}, \mathbb{T})$，其中 $\mathcal{R}$ 为 Ricci 标量，$\mathbb{T}$ 为能量-动量张量的迹，该引力理论被认为是 GR 的中性扩展。质量超过 1.8 $M_\odot$ 且表现为射电脉冲星的中子星，是可观测宇宙中极端条件下基础物理的珍贵检验对象，也是地面实验无法提供的。我们在 $f(\mathcal{R},\mathbb{T})=\mathcal{R}+\beta \mathbb{T}$ 形式（其中 $\beta$ 为量纲参数）的框架下，获得了静水平衡球对称各向异性理想流体天体的精确解析解。我们表明，量纲参数 $\beta$ 与紧致度 $C=\frac{ 2GM}{Rc^2}$ 可用于表示星体内部的所有物理量。我们将量纲参数 $\beta$ 上限固定为（此处 ${\mathrm \kappa^2}$ 为爱因斯坦的耦合常数，记为 $\kappa^2=\frac{8\pi G}{c^4}$，牛顿引力常数记为 $G$，$c$ 代表光速）$\beta_1=\frac{\beta}{\kappa^2}= 0.1$ 的正值，这是利用 NICER 与 X 射线多镜望远镜对脉冲星 PSR J0740+6620 的观测数据（提供其质量与半径信息）得到的。