利用射电脉冲星揭示引力与引力波：进展与挑战

脉冲星，这些宇宙灯塔，是强自引力天体，其核心密度显著超过核密度。自50年前赫尔斯-泰勒脉冲星发现以来，双脉冲星研究在强场区域对广义相对论及其辐射特性——引力波——进行了大量严格的检验。这些系统还能实现高精度的中子星质量测量，对极端密度下的物质行为施加了严格的约束。此外，脉冲星可作为纳赫兹引力波（主要来自超大质量双黑洞）的天然探测器，最终在2023年首次报告了随机引力波背景的证据。在本文中，我回顾了脉冲星研究的关键里程碑，并重点介绍了我自己工作中的一些贡献。在§1简要概述引力实验后，我回顾了脉冲星（特别是双星中的脉冲星）的发现及其在引力实验中的关键作用（§2），这些为近期的进展奠定了基础。在§3中，我介绍了利用双脉冲星进行广义相对论检验的最新成果，以及一种约束致密物质状态方程的先驱技术。§4展示了双脉冲星在检验广义相对论替代理论方面的潜力。§5讨论了利用脉冲星计时阵列进行纳赫兹引力波探测的进展。我在§6中概述了一些当前面临的挑战，并在§7中给出总结性评论。