Nhịp đập kỳ diệu của những chiếc đồng hồ vũ trụ: Khi trọng lực làm chậm thời gian tự nó. Hãy tưởng tượng một ngôi sao neutron siêu đặc, có kích thước bằng một thành phố, quay hàng trăm lần mỗi giây, phát ra những xung radio siêu chính xác như ngọn hải đăng đáng tin cậy nhất trong vũ trụ. Bây giờ hãy hình dung những xung đó đang lao về phía chúng ta qua hàng ngàn năm ánh sáng—chỉ để bị trì hoãn, một cách rất nhẹ nhàng, bởi bàn tay vô hình của trọng lực. Đây là độ trễ thời gian Shapiro đang hoạt động—một trong những dự đoán kỳ diệu nhất của thuyết tương đối tổng quát của Einstein, và một điều mà chúng ta giờ đây có thể đo lường với độ chính xác đáng kinh ngạc. Điều gì xảy ra: khi một trong những pulsar mili giây này được căn chỉnh hoàn hảo để các xung của nó phải lướt qua một ngôi sao đồng hành khổng lồ (thường là một sao lùn trắng hoặc một ngôi sao neutron khác), các xung sẽ đi một đường vòng nhỏ qua không-thời gian bị cong nghiêm trọng. Ánh sáng không chỉ uốn cong theo đường đi—nó thực sự chậm lại khi di chuyển qua "vết lõm" trọng lực do khối lượng của ngôi sao đồng hành tạo ra. Kết quả? Những xung đó đến Trái Đất muộn hơn một chút so với thời gian dự kiến. Micro giây có thể nghe có vẻ không quan trọng, nhưng khi bạn đang xử lý những chiếc đồng hồ chính xác đến tỷ phần của một giây, độ trễ nhỏ bé đó lớn như tiếng sấm. Điều gì làm cho điều này trở nên mạnh mẽ là sự tinh khiết của nó: độ trễ Shapiro chỉ phụ thuộc vào độ cong của không-thời gian—không phụ thuộc vào chuyển động quỹ đạo, không phụ thuộc vào thành phần của các ngôi sao, không phụ thuộc vào bất kỳ phức tạp thiên văn nào. Đó là trọng lực đang nói trực tiếp với thời gian. Các mảng thời gian pulsar và các đài quan sát chuyên dụng đã biến những hệ nhị phân này thành một trong những phòng thí nghiệm sạch nhất từng được xây dựng để kiểm tra trọng lực. Các phép đo đồng ý với các phương trình của Einstein với độ chính xác đáng kinh ngạc—thường tốt hơn một phần triệu—làm im lặng một loạt các lý thuyết trọng lực thay thế từng có vẻ khả thi. Trong những trường hợp tinh tế nhất, kích thước của độ trễ một mình cho phép các nhà thiên văn học cân ngôi sao đồng hành mà không cần bất kỳ giả định nào khác. Chỉ cần hình học của không-thời gian cong và nhịp đập của một chiếc đồng hồ vũ trụ. Những quan sát này thật sâu sắc: chúng cho thấy rằng trọng lực không chỉ là một lực làm cong các quỹ đạo. Nó định hình chính sự trôi chảy của thời gian—ngay cả đối với ánh sáng vượt qua những khoảng cách không thể tưởng tượng được trong không gian. Ý tưởng hoang dã nhất của Einstein, được chứng minh lại và lại bởi nhịp đập kiên nhẫn, đều đặn của những ngôi sao đã chết. Nguồn: NASA, ESA, Tạp chí Thiên văn học, Tạp chí Đánh giá Vật lý.