记者2016年1月7日从中科院紫金山天文台获悉，由该台科研人员领衔的中外学者团队，利用新近发现的快速射电暴观测不同频率光子到达地球的时间差，相关检验结果精确验证了爱因斯坦广义相对论中的基本原理：弱等效原理。截至目前，这一观测是科学界对弱等效原理的最精确验证，比此前同类研究的精度提高1至2个数量级。

　　该研究领导者、紫金山天文台高能时域天文团队首席研究员吴雪峰介绍，弱等效原理的基本概念是物质的惯性质量和引力质量等价。早在几百年前的伽利略、牛顿时代，这一概念已被单摆、斜坡滚球等实验验证。爱因斯坦进一步发展了等效原理，并于1915年正式提出广义相对论。广义相对论中的弱等效原理预言，在引力场中运动的各种中性粒子，其运动规律应该与内部性质无关。

　　在天体物理学界，研究者也不断尝试在更大尺度上验证弱等效原理。如果该原理成立，同一天体同时释放的不同粒子，排除其他干扰到达地球的时间应该相同。此前研究中，学界已经研究过超新星释放的中微子和光子，以及伽马暴释放的不同能量光子是否同时到达地球。但由于这些爆发过程发射粒子时间本身存在差异，观测结果仍存在几分钟到几小时不等的时间差。

　　快速射电暴的发现让科学家找到了新机遇。吴雪峰介绍，快速射电暴是一种持续时间只有几毫秒的无线电波爆发事件，自2007年首次被澳大利亚帕克斯射电望远镜发现后，引起了天文界的广泛关注。目前关于它的物理起源尚不清楚，但一般认为，快速射电暴起源于银河系外。此次研究中，科研团队观测同一快速射电暴所释放的两种不同频率的射电光子，发现这些检验粒子到达地球的时间差在1秒之内。

　　“穿越茫茫宇宙，两种光子几乎同时抵达地球。这好比在银河系甚至宇宙尺度重新做了一次伽利略铁球试验，结果非常精确地验证了弱等效原理的正确性。我们基本判断，这1秒以内的时间差来自空间等离子体对不同频率射电光子折射率不同，导致光子传播速度有极小差异。”吴雪峰说。

　　该研究成果已于近期以主编推荐形式发表在著名国际物理学刊《物理评论快报》上。