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眾所周知，在我們所生存的這個世界，存在著諸多神秘，但是也存在著諸多巧合，有許多自然存在的真理有時候也可能會體現在某一種機緣巧合看似毫無相關的事物上，這或許也是宇宙有趣的體現之一。近日，科學家通過一項研究再次證明愛因斯坦是對的！而這項研究齊愛恰恰是將兩種看似沒有太大關聯的事物連接在一起，它們就是圓周率π和廣義相對論。
圓周率π
在3700年前，巴比倫的數學家們估計了一個圓的周長與直徑的比值，而這個比值就是圓周率π的雛形。他們把他們的答案，第一個發現的π值，刻在一塊簡陋的黏土碑上：25/8，或3.125。
在接下來，研究人員藉助功能強大的計算機計算出了這個比率的真實值（3.141592653……然後一直到無窮大）精確到50萬億個小數位。近日麻省理工學院的理論天體物理學家卡爾·約翰·哈斯特開展了一項研究，測得圓周率約為3.115。許多人對此不明所以，這對它的近似估計在精度上可能落後了幾千年，但是其實這一事實與他的真正目標沒有多大關係，哈斯特的真正目的是測試愛因斯坦的廣義相對論，這個理論可以將引力與空間和時間的動力學聯繫起來，讓我們洞悉更多關於宇宙的奧秘。
哈斯特是雷射幹涉重力波觀測站（LIGO）科學合作組織的一員，他們主要研究有關物理定律的信息以及與引力波的關係，所謂引力波是黑洞等大質量物體相互螺旋時在時空中產生的漣漪。巧的是，哈斯特注意到了π出現在描述波傳播方程的幾個術語中。
突發奇想
哈斯特說，所有這些係數都取決於π。所以它突發奇想，如果我們改變π，會發生什麼結果呢？隨後他們開始檢查測量結果是否與廣義相對論一致。
哈斯特意識到他可以把π當作一個變量而不是常數。然後他可以對照LIGO對引力波的實驗測量來檢驗引力波方程。如果哈斯特使用的π值接近其他方法已經確定的值，那麼愛因斯坦的理論應該與測量值相匹配。如果廣義相對論在圓周率不接近其真值時與LIGO的測量結果相匹配，那將表明這一理論仍然不夠完善。通過嘗試從-20到20的π值，哈斯特檢查了20多個觀測到的候選引力波事件，發現理論與實驗相符的數字約為3.115。事實再一次證明愛因素的理論仍然是完美的，這是一次對廣義相對論進行的有效而有力的檢驗。
研究過程
在這次的研究中心，π似乎一直都在出現，不僅是在引力波中，而且在氫原子中。然而，在引力波方程中出現π因子的原因讓科學家更加興奮。當引力波向外傳播時，它會看到時空的曲率，包括過去產生的引力波所產生的能量。就像你投進平靜池塘的第一塊石頭會在水面上發出平滑的漣漪。如果你緊接著又掉了一塊石頭，表面不再光滑，先前石頭留下的波紋會干擾第二塊石頭留下的新波紋。引力波的工作原理類似，但介質本身是時空，而不是水。
結果
所以巧合的是，描述這種自相互作用效應的方程包含了π因子作為幾個數值項的一部分。此前，LIGO在2016年對愛因斯坦理論的一次檢驗中，改變了單個術語，而不是在pi等幾個術語中劃出一個公共因子。因此這種方法足以作為廣義相對論的一種檢驗。
但這仍然遠遠不是對這一理論的先驗檢驗。一個問題是哈斯特數字的相對不確定性：他對π的近似值目前在3.027到3.163之間。要使它顯著地銳化，需要觀測中子星等較輕物體的合併，中子星產生的引力波可以比一對碰撞的大質量黑洞產生的引力波持續300倍的時間。就像試圖識別一首未知的歌，一個人聽得越多越好，這樣才能越準確。目前，在現有的數據中，只有兩個記錄證實的中子星合併。
不過，並不是所有人都同意這種圓周率的檢驗方法，物流學的檢驗過程並不是這麼簡單就能一蹴而就，需要多方位地去考量。