自由落體運動是指，在不存在空氣阻力的理想狀態下，只受重力作用的均勻加速度運動過程。比如在地球上相同位置與相同高度，自由落體的加速度相同（均為g），與質量大小無關。
16世紀伽利略在義大利進行了著名的比薩斜塔實驗，他將不同質量的物體從比薩斜塔的頂部掉落，以驗證它們是否同時到達地面。
數百年來，物理學家進行了眾多實驗對自由落體原理進行驗證。1971年，執行阿波羅15號登月任務的太空人大衛·斯科特在月球上當著電視攝像機的面，將錘子和羽毛同時落下，錘子和羽毛同時掉到了月球表面。他喊道：「伽利略先生是正確的。」
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自由落體原理的普遍性指出，兩個落在引力場中的物體不受其組成的影響而受到相同的加速度。伽利略首次在地球上證明了這一點，太空人在月球上的實驗也證明了這一點。
自由落體的普遍性原理是物理學的基石，也是愛因斯坦廣義相對論的基石之一。最近，天體物理學家們對恆星三重系統中脈衝星軌道運動引起的自由落體的研究，證明了自由落體原理的普遍性是正確的。這是迄今為止最準確的確認。該研究成果先後發表在《自然雜誌》和最近的《天文學與天體物理學》上。
這項研究表明，自由落體的普遍性原理也適用於中子星等強烈自重的物體。通過射電望遠鏡，科學家可以非常精確地觀察脈衝星產生的信號，並測試愛因斯坦引力理論對這些極端物體的有效性。特別是，研究小組分析了位於法國索隆市中心的Nanay大型射電望遠鏡記錄的名為「 PSR J0337 + 1715」脈衝星的信號。
脈衝星J0337 + 1715是一顆中子星，它是一顆恆星，其質量是太陽的質量的1.44倍，後者坍塌成直徑僅為25 km的球體，顯示它繞著兩個白矮星及其弱得多的引力場運行。
研究人員說：「脈衝星發出一束無線電波，它掃過整個空間。每轉一圈都會產生一道無線電波，並由Nanay的射電望遠鏡高精度記錄。隨著脈衝星在其軌道上的移動，到達地球的光的時間發生了變化，正是這些精確的測量和數學建模（精確到納秒級）可以讓科學家以極高的精度推斷出恆星的運動。
「最重要的是，該系統的獨特配置類似於地球-月亮-太陽系統，並存在第二個伴星（起著太陽的作用），另外兩個恆星也向該伴星「墜落」（軌道）猶如恆星版本的伽利略比薩斜塔實驗。兩個組成不同的物體在第三個重力場中以相同的加速度墜落。」
由曼徹斯特大學、巴黎天文臺、PSL、法國CNRS和LPC2E（法國奧爾良）以及馬克斯·普朗克射電天文研究所的合作團隊記錄了這些測量值。脈衝星圍繞兩顆白矮星運行，其中一顆僅在1.6天之內就圍繞脈衝星運行，其距離脈衝星的距離約為水星與太陽之間距離的10倍。這個雙星系統有點像太陽系中的地球和月球，它繞著第三顆恆星運行，這是一顆佔太陽質量40％的白矮星，其位置比將地球-月亮系統與太陽分開的距離略遠。
在太陽系中，如自由落體的普遍性所預言的那樣，月球雷射測距實驗允許驗證月球和地球都受到太陽重力場的同樣影響（軌道運動是自由落體的形式）。但是，僅對於強自引力的物體（例如中子星），可能會發生一些與普遍性的偏差，即由於著名的愛因斯坦關係E = mc2，其質量明顯由其自身的引力組成的物體。該小組進行的新的脈衝星實驗填補了太陽系測試遺留下的空白。
研究小組證明，與廣義相對論的預測相比，脈衝星的極端引力場相差不超過百萬分之1.8（置信度為95％）。這個結果是最準確的確認，即使存在質量主要取決於其自身重力場的物體，自由落體的普遍性也是有效的，從而進一步支持了愛因斯坦的廣義相對論。
參考：1. Universality of free fall from the orbital motion of a pulsar in a stellar triple system. Nature. 20182. An improved test of the strong equivalence principle with the pulsar in a triple star system. Astronomy & Astrophysics. 2020