愛因斯坦預言地球周圍存在時空漩渦直到現(xiàn)在科學家才能證明

2011-05-09 20:20?來源 未知

　這是一張示意圖，顯示引力探測衛(wèi)星-2號正在太空測量地球周圍存在的時空扭曲效應

　　直到現(xiàn)在科學家才能證明愛因斯坦預言地球周圍存在時空漩渦，現(xiàn)代科學的發(fā)展在倒退還是人類科學已經(jīng)不可能再進步了？似乎現(xiàn)在的科學家都只是在證明愛因斯坦的相對論，而沒有自己的學說和發(fā)現(xiàn)。據(jù)美國宇航局網(wǎng)站報道，愛因斯坦的預言再一次得到了證實！科學家們經(jīng)過仔細的檢測，發(fā)現(xiàn)地球周圍確實存在時空漩渦，并且其各項參數(shù)和愛因斯坦廣義相對論預言的完全符合。

　　這是此間在美國宇航局總部舉行的一場新聞發(fā)布會上公布的消息，探測的結(jié)果來自對該局實施的引力探測衛(wèi)星B(GP-B)計劃的數(shù)據(jù)分析結(jié)果。

　　引力探測衛(wèi)星B項目首席科學家，斯坦福大學物理學家弗朗西斯·艾福瑞特(Francis Everitt)表示：“正如廣義相對論預言的那樣，地球附近確實存在時空扭曲。”

　　而美國華盛頓大學圣路易斯分校的克利福德·威爾(Clifford Will)表示：“這是一個歷史性的時刻。”威爾是愛因斯坦理論研究方面的專家，他目前正擔任美國國家研究理事會一個獨立下設委員會的主席職務。這一委員會于1998年由美國宇航局創(chuàng)立，其主要目的便是對引力探測衛(wèi)星B的數(shù)據(jù)進行檢查和評估。他說：“有一天，今天的這個實驗將被作為經(jīng)典案例寫進物理學教科書。”

　　根據(jù)愛因斯坦的相對論，空間和時間是交織在一起的，形成一種被他稱為“時空”的四維結(jié)構(gòu)。地球的質(zhì)量會在這種結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生“凹陷”，這很像是一個成年人站在蹦床上陷進去的情形。愛因斯坦指出，引力的本質(zhì)僅僅只是物體圍繞這種時空凹陷的曲線邊緣運動的外在表現(xiàn)。

　　如果地球是靜止的，那這種擾動將不復存在。但是地球并非靜止不動，我們的地球在不停旋轉(zhuǎn)，這種旋轉(zhuǎn)會產(chǎn)生擾動，盡管非常輕微，但仍然會產(chǎn)生一種四維漩渦。而這就是2004年發(fā)射進入太空的引力探測衛(wèi)星-B所要探測的目標。

　　實驗的原理

　　這一實驗項目背后的科學原理非常簡單：科學家們將一個陀螺儀送上地球軌道，使它的一個旋轉(zhuǎn)軸指向一顆遙遠的恒星作為參考點。在沒有任何外力作用的情況下，這一旋轉(zhuǎn)軸應當永遠指向這一顆恒星。但如果空間是扭曲的，那么陀螺儀的指向會隨著時間推移發(fā)生改變。通過對這種改變的精密檢測，科學家們能了解時空彎曲的相關(guān)信息。

　　這說起來似乎很簡單，但真正做起來卻非常艱難。

　　首先，制造引力探測器B中4個高精度陀螺儀需要用到精度極高的球體。事實上，這些陀螺儀內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是人類迄今制造過的最完美球體。它們的大小約相當于一個乒乓球，由熔凝石英和硅材料制成，其相對完美球體的誤差在任何方向都不超過40個原子的厚度。這樣高的精度是必須的，因為如果不是這樣做，那么這些陀螺儀轉(zhuǎn)軸的晃動將出現(xiàn)誤差。

　　根據(jù)愛因斯坦理論進行的估算顯示，地球周圍空間的時空扭曲將導致陀螺儀旋轉(zhuǎn)軸出現(xiàn)每年0.041弧秒的改變。1弧秒等于1/3600度。為了測出這樣微小的改變量，GP-B探測器必須具備0.0005弧秒的精度。這就相當于讓你測量放在100英里(約合161公里)之外的一張紙的厚度。

　　對此，威爾說：“GP-B探測器項目的工程師們不得不發(fā)明一整套全新的技術(shù)來滿足這種不可思議的要求。”

　　舉幾個例子，工程師們開發(fā)了一種“無拖曳”衛(wèi)星技術(shù)，它可以讓衛(wèi)星擦過地球最外層大氣卻不會造成對其內(nèi)部陀螺儀的擾動。他們還開發(fā)出獨特的技術(shù)來防止地球磁場穿透探測器從而影響其測試精度。最后，他們還設計出一種技術(shù)來測量陀螺儀的旋轉(zhuǎn)角度，但整個過程中不會觸碰到陀螺儀從而對其造成影響。

　　即便克服了制造和設計上的技術(shù)困難，進行這項精度空前的實驗本身同樣是一個巨大的挑戰(zhàn)，但經(jīng)過一年的數(shù)據(jù)收集和將近5年的數(shù)據(jù)分析，GP-B項目的科學家們認為他們已經(jīng)幾乎接近完成這項工作。

　　艾福瑞特說：“我們測量到測地線效應值為+6.600或-0.017，慣性系拖曳效應值為+0.039或-0.007。”

　　測地線效應是指由于地球的靜止質(zhì)量引起的陀螺旋轉(zhuǎn)軸改變，也即時空的凹陷。而慣性系拖曳效應則是由于地球自轉(zhuǎn)導致的陀螺旋轉(zhuǎn)軸改變，也即時空的扭曲。測量得到的這兩組數(shù)據(jù)都和愛因斯坦理論的預測非常吻合?！　”疚摹啊眮碓矗篽ttp://www.hangqichache.cn/keji/dizhen/36992.html，轉(zhuǎn)載必須保留網(wǎng)址。

編輯： 溫州視線