我们知道，一个自然科学的理论哪怕已通过了99次检验，但若最后一次栽了，也会被科学家无情地抛弃。
作为关于时空的理论，广义相对论自然也没有“免检合格”的权利。虽然在过去的一个世纪，它在各种挑战面前屹立不倒，但对它的检验还会持续下去。尤其考虑到过去的检验都是在弱引力场中开展的，科学家期望未来能在中子星、黑洞等天体附近的强引力场中一试它的对错。届时，这个一世纪前爱因斯坦靠一张纸、一支笔搞出来的理论，将遭受更加严格的审查。
观察脉冲双星的轨道变化
这类实验事实上在上世纪已经开展过一次。宇宙中有一类超级致密的天体叫“脉冲星”。脉冲星是一种中子星，以其明亮的光束在天空中像灯塔一样定期扫过地球（精度可与地球上最准的时钟相媲美）而得名。一颗太阳质量的脉冲星，其直径仅有20千米左右。
有一对叫“赫尔斯-泰勒”的脉冲双星尤为广为人知。广义相对论预言，当两颗脉冲星彼此绕着对方公转时，在时空中会产生波动，类似湖水中的涟漪，叫引力波。随着时间的推移，双星系统因持续发射引力波而消耗了能量，导致两个天体在旋转时彼此靠得更近。从上世纪60年代开始，两位美国天文学家对“赫尔斯-泰勒脉冲双星”进行了长达30年的跟踪观测，证实这对脉冲双星其椭圆轨道的半长轴每年缩短了3.5米。这个结果完全与爱因斯坦的预言相符。这项成果让他们获得了1993年的诺贝尔物理学奖。
自“赫尔斯-泰勒脉冲双星”发现以来，迄今天文学家又在银河系内发现了上千颗脉冲双星。这让科学家今后有更多的机会开展这方面的验证实验。
直接观察黑洞
虽然脉冲星是致密的，但真正致密的却是黑洞，而黑洞的存在正是广义相对论最伟大的预言之一：质量足够大的恒星在自身引力作用下将不可避免地坍缩为一个密度无限大的天体。
尽管数十年以来的数据表明，黑洞是确实存在的，但所有这些证据都是间接的，是基于黑洞对光或者其他天体的效应观察得来的。迄今，天文学家并没有直接观察到黑洞。用时下的话说，黑洞其实还只是一个“传说”。
凡事眼见为实。如果直接观察到黑洞，那就再一次证实了广义相对论。目前，一部分天文学家正打算利用由分布在全球的天线阵列组成的一个超大望远镜（简称EHT），给潜藏于银河系中心的超大质量黑洞半人马座A*拍摄一张照片。
除了试图证明黑洞的存在，天文学家还打算利用观测结果检验广义相对论的另一个关键推论，即黑洞无毛定理。美国杰出的理论物理学家约翰·惠勒曾俏皮地说“黑洞无毛”，其意思是，所有黑洞除了可用三个特征区别之外，在其他方面都是完全一样的。这三个特征是：质量、自转和电荷。任何“毛”——也就是关于落入黑洞物质的任何信息，如物体的形状、尺寸、化学组成等等——在黑洞视界以内都统统消失了。
借助EHT望远镜，天文学家计划研究半人马座A*的尺寸和形状。黑洞无毛定理预言半人马座A*将是一个近乎完美的球形，但如果违反了广义相对论，即黑洞并非“无毛”，那么它将会是一个椭球形。此外，若黑洞“有毛”，还将会改变黑洞附近天体的运动轨道，这些变化也是可以被EHT望远镜探测到的。
探测引力波
对广义相对论的最后一项检验是众所周知的探测引力波。
广义相对论预言，致密的天体在运动时会发射引力波。引力波是时空本身的波动，所以当引力波传来时，会在传播方向上引起物体尺寸的伸缩。譬如一个原本立方体的物体，此时就不再是严格的立方体了。不过，尽管引力波在发射之初可能是很强的，但等到传到地球，信号就大幅度衰减了，以至于我们要用非常精密的仪器才能探测到。
上世纪60年代以来，在欧洲和美国已相继建成数个用于探测引力波的庞大精密的引力波激光干涉仪。这些仪器是如此得精密，哪怕引力波引起的时空波动小到一个质子直径的千分之一，也能够识别出来。但遗憾的是，在这方面迄今依然毫无斩获。科学家把这归因于引力波信号实在太小或者这些仪器在天空中的扫描范围有限所致。他们打算在未来的岁月里，一方面继续提高仪器的精密度，另一方面扩大扫描范围。预计到2018年，正在修建的一架引力波激光干涉仪的扫描范围将比之前扩大1000倍。
这些就是可预见的将来广义相对论所要通过的“三重门”。这些实验正在紧锣密鼓地筹备着。尽管广义相对论如果被证明是有缺陷的，那将会是非常激动人心的事情，不过大多数物理学家打赌：赢家还会是爱因斯坦。
至于爱因斯坦本人，则一刻都没有怀疑过他的理论的正确性。记得当年有人问他早期的一项实验如果不符合他的理论怎么办时，他回答说，“那么我会对亲爱的上帝感到遗憾。这个理论不管如何都不会错的。”
（本文源自大科技*科学之谜2015年第12期文章）
