这可能不太直观，但是扔一个锤子和一根羽毛，在没有空气阻力的情况下，它们会完全同时着地。这是被称为“宇宙自由落体”的物理学的一个关键原理，它指出所有物体在相同的引力场中以相同的速度加速。事实上，这是阿尔伯特·爱因斯坦极其成功的广义相对论中的一个重要主题，广义相对论描述了引力是如何工作的。
但是，尽管我们知道锤子和羽毛也是如此，但目前还不清楚这一原理是否适用于像恒星这样的极端物体。发表在《自然》杂志上的一项新研究已经用一个非常极端的天体物理环境测试了这一原理：一个包含两颗白矮星和一颗脉冲星(一颗旋转的中子星，可以发射无线电波)的三颗恒星系统。这些天体是死恒星极其密集的残余。
事实证明爱因斯坦仍然是对的，而且证明他错的难度越来越大。
让我们从最基本的开始。手里拿个东西。不管它是什么，物体都会有质量。我们可以用两种方式来考虑质量。艾萨克·牛顿告诉我们，如果我们对物体施加一个力，它就会经历一个加速度，加速度的大小与所施加的力成正比，与质量本身成反比。推一下一辆抛锚的汽车，它不会加速得很快，但同样的推一下购物车，它就会沿着过道飞驰而去。当考虑一个物体由于受到一个力的作用而产生的加速度时，我们考虑的是物体的“惯性质量”。
任何两个有质量的物体通过引力相互吸引。所以你手里拿的物体被地球吸引，把它往下拉的力的大小取决于物体的质量。在这种情况下，我们考虑“引力质量”。
如果你把它扔下去，你拿着的物体就会“自由落体”——重力会把它加速到地面。把物体往下拉的力的大小取决于重力质量，但是加速度的大小取决于惯性质量。但是这两种质量有什么区别吗？为了找出答案，我们可以写下一个运动方程，把两种质量联系起来：方程一边是惯性质量，另一边是重力质量。
这个方程预测了一些我们可以用实验来验证的东西：如果惯性质量等于重力质量，那么所有物体都应该以相同的加速度向地球下落，无论它们的质量如何。这常常让人们感到惊讶。这就是所谓的“等价原理”。
伽利略首先注意到垂直下落的物体以同样的速度下落，你可以自己做这个实验，同时下落两个质量不同的物体。然而，在地球上这样做的一个问题是另一种力的存在作用于下落的物体，称为空气阻力。如果你扔下一把锤子和一根羽毛，羽毛就会慢慢地飘到地上，落在后面——物体并不是严格意义上的自由落体。但是去月球做那个实验，就像宇航员大卫·斯科特在阿波罗15号做的那样，那里没有空气阻力，等价原理很明显。
现在，还不清楚这个理论是否能很好地描述所有情况下的引力。如果广义相对论在某些情况下失效，那么我们就需要修正或修正引力理论。特别是，科学家们一直想知道自由落体的普遍性是否适用于具有强“自引力”的物体——一种自身具有重要引力场的物体。事实上，一些修正的引力理论预测，自由落体中强自引力的物体可能违反等效原理，而广义相对论则认为它应该是普遍的。
多亏了太空中的一个极端实验室——距离地球4200光年的三颗恒星系统——这项新研究成功地验证了这一点。这个名字并不恰当：我们谈论的是两颗白矮星和一颗更大的“毫秒”脉冲星(一颗中子星每秒旋转约366次，像灯塔一样发射无线电波)。每1.6天就有一颗白矮星和脉冲星相互环绕。反过来，它们也每327天环绕另一颗白矮星一周。
脉冲星-白矮星对可以被认为是自由落体，朝向另一颗白矮星，因为轨道只是自由落体，从未到达地面，就像环绕地球的卫星一样。当然，脉冲星和白矮星本身是非常巨大的天体，具有很强的自引力。广义相对论预测，白矮星和脉冲星的加速度应该是相同的，尽管它们在质量和自引力上存在差异，但由于自由落体朝向外白矮星。
结合长达六年的观测，天体物理学家仔细地模拟了这对行星的轨道。他们测量了一个叫做Delta的参数，这个参数描述了白矮星和质量更大的脉冲星之间加速度的分数差。如果广义相对论成立，那么应该等于零。结果表明，在测量结果的不确定性范围内，加速度的差异在统计上确实与零一致——我们可以说95%的置信值小于0.0000026。
这个新的约束比以前测量的任何约束都好得多。它提供了有价值的新经验证据，证明广义相对论仍然是我们关于引力如何工作的最佳模型，因此，在这一点上，我们不太可能需要任何新的或修改过的理论。就在几周前，广义相对论第一次在星系尺度上被证明是正确的。
我们会找到广义相对论崩溃的情况吗?在某种程度上，我希望如此，因为这将揭示新的物理学。但是广义相对论的持续成功，在一个世纪前首次被记录下来，一定要被庆祝为我们人类最不可思议的智力成就之一。
