NASA卫星证实爱因斯坦时空漩涡理论

【新唐人2011年5月8日讯】(大纪元记者沙莉编译报导)NASA的一个地球轨道探测器GP-B证实了阿尔伯特‧爱因斯坦的广义相对论的两个关键预测,预测描述了引力如何导致质量扭曲其周围时空。

加利福尼亚州帕洛阿尔托斯坦福大学的GP-B的主要研究者弗朗西斯‧埃弗里特(Francis Everitt)说,“假想地球沉浸在蜂蜜里,当地球旋转时,周围的蜂蜜将产生漩涡,对空间和时间也是一样。GP-B证实了爱因斯坦两个最深刻的宇宙预测,对天体物理研究有深远的影响。”

美国华盛顿大学圣路易斯分校的克利福德‧威尔(Clifford Will)表示:“这是一个历史性的时刻。”“有一天,今天的这个实验将被作为经典案例写进物理学教科书。”威尔是爱因斯坦理论研究方面的专家。

根据爱因斯坦的相对论,空间和时间是交织在一起的,形成一种被他称为“时空”的四维结构。地球的质量会在这种结构上产生“凹陷”,这很像是一个成年人站在蹦床上陷进去的情形。爱因斯坦指出,引力的本质仅仅只是物体围绕这种时空凹陷的曲线边缘运动的外在表现。

如果地球是静止的,那这种扰动将不复存在。但是地球并非静止不动,我们的地球在不停旋转,这种旋转会产生扰动,尽管非常轻微,但仍然会产生一种四维漩涡。而这就是2004年发射进入太空的引力探测卫星-B所要探测的目标。

2004年美国宇航局发射升空的“引力探测卫星-B”(GP-B)卫星,其使命是验证爱因斯坦广义相对论中的两个重要预言:短程线效应(Geodetic effect)即引力体周围时空的扭曲,另一个称为坐标系拖曳效应(Frame-draging effect)即旋转的物体旋转时拖动的时空量。

GP-B使用了四个超高精度的陀螺仪来测量这两个引力假设。探测器的仪器指向了独立的IM Pegasi恒星,以前所未有的精度证实了这两种效应。 如果引力没有影响空间和时间,GP-B在位于绕地球极地轨道上时,它的陀螺仪将始终指向同一个方向。然而,在受到地球引力的同时,陀螺仪的旋转方向发生了微小却可测量的变化,从而证实了爱因斯坦的理论。

根据爱因斯坦理论进行的估算显示,地球周围空间的时空扭曲将导致陀螺仪旋转轴出现每年0.041弧秒的改变。1弧秒等于1/3600度。为了测出这样微小的改变量,GP-B探测器必须具备0.0005弧秒的精度。这就相当于让你测量放在100英里(约合161公里)之外的一张纸的厚度。

测量结果具有重大意义

引力探测卫星-B的测量结果具有革命性意义,因为它让物理学家们更有信心,爱因斯坦的理论看上去实在非常古怪,让人难以接受,但事实反复证明它确实是正确的,并且可能是一个普遍的理论。地球附近空间存在的时空漩涡在其它大质量天体附近也一样存在,如中子星、黑洞和活动星系核等,只不过那里的时空漩涡更加剧烈,规模更加大而已。

威尔说:“如果你想在一个黑洞周围高度扭曲的时空中玩陀螺,它不会出现那么轻柔的偏转,它会剧烈晃动,甚至整个倒过来。”

据专家分析,在双黑洞系统中,两个黑洞相互绕转,而黑洞本身也在自转,它的本身就相当于一个旋转的陀螺。就像一对相互绕转,存在自转,还在疯狂晃动翻转的黑洞。

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