http://www.nownews.com/n/2011/05/06/528320

國際中心/綜合報導

美國科學家4日說,宇宙中巨大物體的引力,的確會扭曲空間和時間,美國「航空暨太空總署(NASA)的一項探測,證實了愛因斯坦相對論中最重要的2個假設。

一部耗資7.6億美元的探測器終於成功證明了愛因斯坦的引力理論,或者說廣義相對論。這一構想提出近50年之久。引力探測器B完成的測量,跟廣義相對論裡兩種效應的理論預測一致。廣義相對論認為,當質量使時空產生彎曲時便會產生引力。

經過幾十年的發展,引力探測器B從2004 年開始,在17個月的時間裡從南極到北極環繞地球運行,同時利用陀螺儀測量廣義相對論的兩個觀點。其中一個便是測地線效應,是指引力場的時空曲率,對處於其中的、具有自旋角動量的測試質量的運動狀態所產生的影響,這種影響造成了測試質量的自旋角動量在引力場內沿測地線的進動。結果顯示,地球周長略短於地球半徑的2π倍。

史丹佛大學物理學家艾佛瑞特(Francis Everitt)說:「在愛因斯坦的世界裡,空間和時間被引力包圍。地球引力會稍微扭曲周遭的空間。」

愛因斯坦是在近100年前發表這項理論,在能用來驗證這項理論的科技,在當年卻完全做不到。探測器還證實了參考系拖拽效應,這是指一種處於轉動狀態的質量,會對其周圍的時空產生拖拽的現象。 艾佛瑞特解釋說,這就像旋轉的地球被沉浸於蜂蜜中一樣。 他說:「當地球旋轉,它將拖拽周圍的蜂蜜。同樣,地球也應對時空產生拖拽效應。」

 



據了解,引力探測器B的主要裝備是4個超高解釋度的迴轉儀。 當引力探測器B在距離地球約640公里的極地軌道上開始運轉時,4個迴轉儀自轉軸同時對準遙遠恆星——IMPegasi。 如果地球引力不影響時間和空間,那麼迴轉儀自轉軸將一直指向初始方向。 實際觀測結果卻是:受地球引力拖拽,迴轉儀自轉軸方向發生了可測量的細微偏移拽,從而證實了愛因斯坦的理論。

引力探測器B是NASA在2004年4月20日發射的一顆科學探測衛星。 這個任務的計劃是測量地球周圍的時空曲率,以及相關的動量張量(描述物質的分佈及運動的張量),藉此對愛因斯坦「廣義相對論」的正確性和精確程度進行檢驗。

衛星的飛行持續到2005年,任務從2008年5月進入到了數據分析階段。 引力探測器B的研發歷史可追溯到20世紀60年代,是NASA歷史上研發時間最長的計劃。

艾佛瑞特說:「引力探測器B證實了愛因斯坦的兩項最深奧的預測,對天體物理學研究具有深遠意義。」這項研究成果已發表在《物理評論快報》雜誌網路版上。

創作者介紹

scienceEDU

scienceEDU 發表在 痞客邦 PIXNET 留言(0) 人氣()