NASA衛星證實愛因斯坦時空漩渦理論

【新唐人2011年5月8日訊】(大紀元記者沙莉編譯報導)NASA的一個地球軌道探測器GP-B證實了阿爾伯特‧愛因斯坦的廣義相對論的兩個關鍵預測,預測描述了引力如何導致質量扭曲其周圍時空。

加利福尼亞州帕洛阿爾托斯坦福大學的GP-B的主要研究者弗朗西斯‧埃弗里特(Francis Everitt)說,「假想地球沉浸在蜂蜜裡,當地球旋轉時,周圍的蜂蜜將產生漩渦,對空間和時間也是一樣。GP-B證實了愛因斯坦兩個最深刻的宇宙預測,對天體物理研究有深遠的影響。」

美國華盛頓大學聖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。」「有一天,今天的這個實驗將被作為經典案例寫進物理學教科書。」威爾是愛因斯坦理論研究方面的專家。

根據愛因斯坦的相對論,空間和時間是交織在一起的,形成一種被他稱為「時空」的四維結構。地球的質量會在這種結構上產生「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。

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

2004年美國宇航局發射升空的「引力探測衛星-B」(GP-B)衛星,其使命是驗證愛因斯坦廣義相對論中的兩個重要預言:短程線效應(Geodetic effect)即引力體周圍時空的扭曲,另一個稱為坐標系拖曳效應(Frame-draging effect)即旋轉的物體旋轉時拖動的時空量。

GP-B使用了四個超高精度的陀螺儀來測量這兩個引力假設。探測器的儀器指向了獨立的IM Pegasi恆星,以前所未有的精度證實了這兩種效應。 如果引力沒有影響空間和時間,GP-B在位於繞地球極地軌道上時,它的陀螺儀將始終指向同一個方向。然而,在受到地球引力的同時,陀螺儀的旋轉方向發生了微小卻可測量的變化,從而證實了愛因斯坦的理論。

根據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軸出現每年0.041弧秒的改變。1弧秒等於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。這就相當於讓你測量放在100英里(約合161公里)之外的一張紙的厚度。

測量結果具有重大意義

引力探測衛星-B的測量結果具有革命性意義,因為它讓物理學家們更有信心,愛因斯坦的理論看上去實在非常古怪,讓人難以接受,但事實反覆證明它確實是正確的,並且可能是一個普遍的理論。地球附近空間存在的時空漩渦在其它大質量天體附近也一樣存在,如中子星、黑洞和活動星系核等,只不過那裏的時空漩渦更加劇烈,規模更加大而已。

威爾說:「如果你想在一個黑洞周圍高度扭曲的時空中玩陀螺,它不會出現那麼輕柔的偏轉,它會劇烈晃動,甚至整個倒過來。」

據專家分析,在雙黑洞系統中,兩個黑洞相互繞轉,而黑洞本身也在自轉,它的本身就相當於一個旋轉的陀螺。就像一對相互繞轉,存在自轉,還在瘋狂晃動翻轉的黑洞。

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