| 美國航天局昨日宣布,他們將于4月17日發射一顆名叫“重力探測B型”的衛星,來驗證愛因斯坦兩個構成他的“廣義相對論”基礎的預言。 88年前預言今驗證
1916年,年輕的愛因斯坦在他的廣義相對論理論中提出了新的時空理論,並預言由于重力的作用,(例如)地球這樣大質量的物體在時空構成的框架結構中的存在本身,就會使時空框架發生扭曲。通俗地說,時空框架就像一個床墊,而地球就像放在床墊上的一個小鋼球,鋼球使床墊凹陷成一個“小酒窩”樣子的坑。1918年,愛因斯坦再次提出,地球這樣的大質量物體在時空結構中的轉動,會使時空結構與它一起運動。就像一個落入籃筐的籃球,在筐中轉動時也帶動籃筐一起運動。這兩個預言構成了廣義相對論的基礎,廣義相對論的正確與否與兩個預言是否正確息息相關,驗證它們十分重要。
4個精密小球成關鍵
“重力探測B型”衛星是由美國航天局投資7.5億美元,由斯坦福大學獨自研制,並由洛克希德?馬丁公司制造的。它將在距離地球635公裡的高處繞地球轉動。它的最重要的設備是4個“陀螺儀旋轉球”。科學家可以根據這四個乒乓球大小的石英小球的定向變化,判斷宇宙的時空結構是否發生改變。因此,加工這4個小球成為一個重要的難題。在加工時,必須將它們放在接近絕對零度的溫度中,這個溫度是自然界能達到的最低溫度。而且小球的加工精度是航天設備中最精密的。因此需要在極其安靜的環境中加工,不能受到任何幹擾,為此它們被放在一個真空絕熱器中。而且,一個科研衛星花費了7.5億美元和44年的時間,這也是在科研史上創紀錄的事件。
3名科學家遊泳得靈感
自從廣義相對論問世以來,科學家就企圖驗證愛因斯坦的兩個預言,因為這兩個預言事關重大,一旦證明這兩個預言不正確,現代物理學就將全部被推翻。但是科學家並沒有找到很好的辦法。44年前,斯坦福大學的3名科學家一天中午在遊泳池中遊泳時,突然想到現在這個“陀螺儀旋轉球”方案,從而開始了44年的漫長科研之旅。在這個過程中,由于經費不足,美國有關方面曾多次決定取消“重力探測B型”衛星計劃,而且好事多磨,它的發射也曾多次推遲過。人們希望,半個月後,“重力探測B型”衛星將飛上太空,並最終證實愛因斯坦的預言。 |