用三脉冲星 PSR J0337+1715 检验强等价原理

在引力作用下物体的运动方程中出现三个概念上不同的质量，即惯性质量 $m_{\cal I}$、被动引力质量 $m_{\cal P}$ 和主动引力质量 $m_{\cal A}$。假定对于任何物体，在牛顿引力中 $m_{\cal I} = m_{\cal P} = m_{\cal A}$，而在爱因斯坦引力中 $m_{\cal I} = m_{\cal P}$，忽略物体复杂的内部结构。对等效性的实证检验深入探究引力理论。我们研究了基于恒星三体系统 PSR J0337+1715 的脉冲星计时进行新检验的可能性。进行了各种机器精度的三体模拟，从中利用考虑全部相关性的马尔可夫链蒙特卡洛采样提取违背等效性的参数。我们表明，质量差异可被探测到 $3\times10^{-8}$，将当前来自月球激光测距的对后牛顿参数的限制提高了数千倍和数百万倍，这些参数分别控制 $m_{\cal P}=m_{\cal I}$ 和 $m_{\cal A}=m_{\cal P}$ 的违背。对 $m_{\cal P}=m_{\cal A}$ 的检验将代表首次用致密天体对牛顿第三定律的检验。