通过帕克斯射电望远镜，天文学家首次观测到坐标系拖曳现象。100多年前，在爱因斯坦提出广义相对论后，不少天文学家提出了通过天文观测验证广义相对论的猜想，坐标系拖曳效应就是其中之一。如今，广义相对论早已得到验证，但微弱的坐标系拖曳效应始终没有得到观测证实。终于，在澳大利亚斯威本科技大学领导的研究团队从一个罕见的双星系统中，首次证实了该效应。1916年，爱因斯坦发表了对现代物理学影响深远的广义相对论。
但在广义相对论诞生之初，很多物理学家对此持怀疑态度。广为人知的是，100年前，英国科学家爱丁顿用著名的日全食实验首次验证了广义相对论。但除此之外，还有不少物理学家预测了广义相对论可以导致的其他效应。坐标系拖曳，就是其中之一。
1918年，两位奥地利物理学家Josef Lense和Hans Thirring意识到，如果广义相对论成立，那么任何天体在自转时，都会对周围的时空产生拖曳效应，这种现象被称作坐标系拖曳或惯性系拖曳。虽然理论上说得通，但要真正观测到这个现象，却异常困难。坐标系拖曳效应太微弱了。几乎整个20世纪，人们从宇宙中寻找该效应的努力始终没有成果。
20世纪90年代到本世纪初，科学家试图用足够灵敏的仪器检测地球自转产生的时空拖曳。为此，NASA先后启动了LAGEOS卫星实验和引力探测B实验，通过陀螺仪等灵敏的手段寻找这一效应。这两项实验，尤其是引力探测B实验有所收获，检测到了与广义相对论预言一致的结果。但这些实验的误差控制，始终没有达到预期。
由于质量小、转速慢的地球的坐标系拖曳效应太过微弱，天文学家将视线投向更遥远的宇宙，希望在高速旋转的大质量天体中观测到该效应。1999年，澳大利亚天文学家通过帕克斯射电望远镜，发现两千光年外的南十字星座中存在一个特殊的双星系统。这个名为PSR J1141-6545的双星系统，由一颗白矮星和它的伴星脉冲星组成。其中，中子星直径只有20千米，质量却超过了整个太阳系。
而白矮星质量略小于这颗中子星，体积与地球相当。对于天文学家来说，这个双星系统为观测坐标系拖曳效应提供了绝佳场所。一方面，这颗白矮星的自转周期只有几分钟，高速旋转的白矮星产生的坐标系拖曳效应，是地球的1亿倍之多。当然，仅仅产生这个效应，并不足以让地球上的望远镜观测到。这时，绕白矮星运行的脉冲星成了关键。脉冲星是快速旋转的中子星，如同海面上的灯塔，其磁极在自转的同时不断发出射电束。
对于地球上的观测者而言，这一束信号如同精准的时钟，忠实记录着脉冲星的运动轨迹。如果信号间的时间间隔出现变化，则意味着脉冲星的运行轨道出现了偏移。而这样的偏移，恰好成为寻找坐标系拖曳效应的窗口。另一个不容或缺的因素，是PSR J1141-6545极为罕见的诞生过程。白矮星与中子星组成的双星系统很常见，但这样的系统中，中子星往往率先形成。
而白矮星更“年长”的双星系统，算上PSR J1141-6545，目前得以确认的一共只有两个。在这样的系统中，一颗恒星率先死亡，形成白矮星。白矮星获取伴星的气态物质，旋转加速；随后，其伴星通过超新星爆发形成脉冲星。这一点之所以重要，是因为与普通的双星系统相比，PSR J1141-6545可以保留脉冲星典型的磁场特征，帮助天文学家分辨出其轨道信息。
这个汇聚了一切有利条件的系统，自然成为研究团队关注的焦点。自2000年起，澳大利亚的帕克斯望远镜和UTMOST射电望远镜开始对其进行持续观测，希望找到轨道参数长期变化的证据。2015年，他们终于观测到了轨道微弱的偏移。但这还不够——除了这个效应，其他因素也可能产生影响，例如自转本身会将中子星压缩得更“扁”，从而改变其引力场。
因此，研究团队通过数据处理，从信号中筛去其他因素的干扰，找到了轨道平面方向长期、逐步的变化——只有这样的信号，才是其他效应无法解释的。下一个问题是，这个罕见的双星诞生过程是否成立？计算机模拟证实了这种可能性。这些天文学家找到了丹麦奥胡斯大学的Thomas Tauris，通过模拟验证了这个过程。
研究发现，在对两颗恒星最初的质量及轨道进行严格限制后，类似于PSR J1141-6545的系统完全有可能出现。在近期发表于《科学》杂志的论文中，研究团队报道了这一发现。这项研究终于为延续一百年的猜想，提供了精确的天文学观测验证，也再一次证实了广义相对论。除此之外，坐标系拖曳效应的发现，对于现代天文学还有着其他意义。作为宇宙中最致密的物质，中子星内的成分始终没有确切的答案。
这项研究的第一作者Venkatraman Krishnan表示，在两颗脉冲星构成的双星系统中，应该也能观测到该效应。这样的观测，可以帮助科学家确认这些脉冲星的准确体积，从而揭示其神秘的内部组成。