| 美探测器“瞥”到扭曲时空 初证爱因斯坦预言 |
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| 科学网 2007-04-19 |
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| 引力探测器GP-B |
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| 地球两大时空效应示意图 |
人们期待已久的广义相对论验证结果终于初露端倪。可以肯定的是，科学家已经确定了广义相对论时空扭曲两大预测效应其中之一——“测地效应”。研究人员目前还在对数据进行进一步研究，以期从中确定更加模糊和微弱的“惯性系拖曳效应”。
在近日举行的美国物理学会年会上，从事该项研究的科学家让同行们在正式结果发布之前“瞥了一眼”相关数据分析。该项目的带头人、美国斯坦福大学物理学家Francis Everitt表示，“较显著的‘测地效应’从数据中完全可见……我们正在完全证实相对论的道路上稳步前进。”
广义相对论（General Relativity）是爱因斯坦于1915年以几何语言建立而成的引力理论，统合了狭义相对论和牛顿的万有引力定律，将引力改描述成因时空中的物质与能量而弯曲的时空，以取代传统对于引力是一种力的看法。因此，狭义相对论和万有引力定律，都只是广义相对论在特殊情况之下的特例。狭义相对论是在没有重力时的情况；而万有引力定律则是在距离近、引力小和速度慢时的情况。
美国国家航空航天局（NASA）于2004年4月发射了引力探测器B（Gravity Probe B，简称GP-B），对广义相对论的两项重要预测进行验证。具体地说，就是时间和空间不仅会因地球等大质量物体的存在而弯曲，大质量物体的旋转还会拖动周围时空结构发生扭曲。这两项预测分别被称为“测地效应”和“惯性系拖曳效应”。
GP-B利用四个旋转的乒乓球大小的球体作为陀螺仪，当地球引力拖曳周围时空时，会对每个球体的轴心产生影响。利用飞马星座（Pegasus constellation）中的一颗恒星作为校准，研究人员用望远镜测量了“测地效应”引起的变化。
而为了探测“惯性系拖曳效应”，研究人员不得不确定球体转轴0.000011度的移动，这就好比从400米外看到一根头发丝的宽度。Everitt表示，通过数据研究刚刚“看到”该效应的端倪，不过该小组仍需对外界对球体的其他影响进行解释研究。
GP-B计划于2005年9月终止数据采集，Everitt和同事原本希望于2006年夏公布研究结果，但一些意想不到的情况比如电场影响了球体的方位，使这一时间被迫推迟。Everitt笑称，“你可以把这归咎于我的天真……但我们将尽快完成（分析工作）。”Everitt表示，研究小组正在加紧分析真正有效的时空信号数据，并在12月完成整个工作。
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