廣義相對論充滿了關於空間和時間如何被大品質物體影響的奇怪預測。但最奇怪的預測之一是一種被稱為“參考系拖拽”的效應。這種影響非常微妙，以至於10年前才開始首次測量。現在天文學家已經測量到了白矮星周圍的影響，它告訴我們一些超新星是如何發生的。

在廣義相對論中，引力不是一種力。品質的存在使它周圍的空間彎曲，這意味著在品質附近移動的物體會偏離直線路徑。這個偏轉看起來就像物體被一種我們稱之為引力的力拉向品質一樣。當一個大品質物體旋轉時，空間也會沿旋轉方向輕微扭轉。這就是所謂的參考系拖拽效應。

您可以在上圖中看到參考系拖拽的演示。中心物體是一個巨大的旋轉物體，比如黑洞。紅點代表“靜止”的點，這意味著它們沒有在空間中移動。之後的移動是因為周圍的空間由於旋轉而扭曲。除了物體可能具有的任何軌道運動外，這種參考系拖拽效應也是黑洞周圍的吸積盤能夠變得如此炙熱的部分原因。

在地球附近，參考系拖拽效應非常小，小到需要一顆特殊的衛星來測量。這顆衛星被稱為重力探測器B，它是有史以來最接近球形的物體之一。進入太空之後，球體就開始旋轉。

沒有參考系拖曳，一個圍繞地球旋轉的球體應該始終保持相同的方向，就像一個陀螺儀。由於地球自轉，離地球較近的空間區域的扭曲速度略快於離地球較遠的空間區域。這意味著離地球較近的那部分會受到一點推動，其結果是衛星的方向會隨著時間而改變，這被稱為Lense–Thirring進動。2015年，研究小組測量了這個進動，它與廣義相對論完全一致。

雖然像白矮星和中子星這樣的大品質物體周圍的參考系拖曳效應更大，但測量起來並不容易。要測量一個物體的參考系拖曳，你需要有什麼東西繞著它轉。幸運的是，許多白矮星和中子星都是雙星系統的一部分。因此，最近有一個團隊使用雙星系統來研究參考系拖曳。

1999年，澳洲帕克斯射電望遠鏡發現了脈衝星PSRJ1141-6545。它是一顆中子星，與白矮星處於雙星軌道。這兩顆恆星之間的距離大約只有太陽的寬度，它們每隔五小時繞著彼此執行一圈。

由於脈衝星每隔一段時間發射一個尖銳的射電脈衝，天文學家可以利用它們對脈衝星的運動和軌道進行極其精確的測量。這些測量非常精確，我們可以用它們來測量廣義相對論的影響，包括參考系拖拽。因為白矮星在旋轉，所以脈衝星的軌道會隨著時間的推移而稍微進動。進動的大小取決於白矮星的品質和旋轉速度。

經過20年對脈衝星的觀測，研究小組不僅觀測了參考系拖曳，他們還用它來測量白矮星的旋轉速度。他們發現那顆白矮星每100秒自轉一次，這對於白矮星來說是相當快的。

這些結果與一個流行的關於雙星系統如何演化的模型相一致。當大的恆星死亡並變成超新星時，脈衝星就形成了。這意味著這個雙星系統曾經是一個大恆星圍繞白矮星執行的雙星系統。當這顆恆星到達生命的盡頭時，來自其外層的物質將被白矮星捕獲，從而使它旋轉得更快。觀測結果表明，白矮星形成於脈衝星之前。

所有這些都來自於天文學的一項驚人的工作，測量一顆12000光年遠的恆星的相對論性參考系。