2011-5-6 來源:中國科學(xué)院
關(guān)鍵詞：大質(zhì)量 廣義相對(duì)論 愛因斯坦 引力探測(cè)器
廣義相對(duì)論認(rèn)為，引力是因質(zhì)量的存在而引起的時(shí)空彎曲，引力場(chǎng)的存在會(huì)改變時(shí)空幾何學(xué)規(guī)則，時(shí)間和空間是不可分割的四維整體。這一理論有兩項(xiàng)重要預(yù)測(cè)，即時(shí)間和空間不僅會(huì)因地球等大質(zhì)量物體的存在而彎曲，大質(zhì)量物體的旋轉(zhuǎn)還會(huì)拖動(dòng)周圍時(shí)空結(jié)構(gòu)發(fā)生扭曲，這就是“短程線效應(yīng)”和“慣性系拖曳效應(yīng)”。
按照科學(xué)家的通俗比喻，如果把時(shí)空結(jié)構(gòu)想象為一張平坦的床單，把地球等大質(zhì)量物體看成是一個(gè)保齡球，那么床單會(huì)因保齡球的放入而凹陷下去，這就是“短程線效應(yīng)”。而“慣性系拖曳效應(yīng)”有點(diǎn)像把一個(gè)橡皮球放入盛滿糖漿的大碗，橡皮球或者說大質(zhì)量物體的轉(zhuǎn)動(dòng)，會(huì)帶動(dòng)糖漿或者說時(shí)空結(jié)構(gòu)跟著一起運(yùn)動(dòng)。
“引力探測(cè)器B”的主要裝備是4個(gè)超高精度的回轉(zhuǎn)儀。當(dāng)“引力探測(cè)器B”在距離地球約640公里的極地軌道上開始運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，4個(gè)回轉(zhuǎn)儀自轉(zhuǎn)軸同時(shí)對(duì)準(zhǔn)遙遠(yuǎn)恒星——IM Pegasi。如果地球引力不影響時(shí)間和空間，那么回轉(zhuǎn)儀自轉(zhuǎn)軸將一直指向初始方向。實(shí)際觀測(cè)結(jié)果是，受地球引力拖曳，回轉(zhuǎn)儀自轉(zhuǎn)軸方向發(fā)生了可測(cè)量的細(xì)微偏移，從而證實(shí)了愛因斯坦的理論。
這項(xiàng)研究成果已發(fā)表在美國《物理評(píng)論快報(bào)》（PRL）雜志網(wǎng)絡(luò)版上。項(xiàng)目首席科學(xué)家、斯坦福大學(xué)教授弗朗西斯·埃弗里特表示，“想象一下將地球浸入蜂蜜中，地球旋轉(zhuǎn)時(shí)，它周圍的蜂蜜也會(huì)打旋，時(shí)間和空間同樣如此�！μ綔y(cè)器B’證實(shí)了愛因斯坦的兩項(xiàng)最深?yuàn)W的預(yù)測(cè)，對(duì)天體物理學(xué)研究具有深遠(yuǎn)意義。”
美國航天局天體物理學(xué)家威廉·丹奇說：“這項(xiàng)成果對(duì)理論物理學(xué)具有長期影響，將來要想挑戰(zhàn)愛因斯坦的廣義相對(duì)論，就必須獲得比‘引力探測(cè)器B’觀測(cè)結(jié)果更精確的數(shù)據(jù)�！�
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