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广义相对论登上实验舞台
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广义相对论登上试验舞台 本文简介:广义相对论登上试验舞台资讯小分队发表于2022-0地球浸入蜂蜜的画面,你能想象出蜂蜜被地球拖拽的样子。”埃弗里特说,“这就是时空的状态,地球在拖拽四周的时空。”
这两种现象都是很微弱的,爱因斯坦自己也写道,“它们的数量级微小,所以通过试验室验证是不行想象的。”但是引力探测器B测量了这两种效应。该结果将发表
在《物理评论快报》上。这个航天器携带4个乒乓球大小的陀螺仪围绕地球运行了17个月。这些陀螺仪是用熔凝石英球制成的,它们保持着“最接近完备球体的人造物体”的吉尼斯纪录。球体由软金属铌覆盖,并冷却到液氦温度。
在这种超低温度下,铌会变成超导体,电子在运动时不会损失能量。当球体旋转时,回旋的电子会变成一颗小磁针〔原文如此,不过遵照维基百科的相关页面,这个试验是利用氦气气流推动球体转动,然后利用超导量子干预仪,通过测量因为超导抗磁性使得铌层对外加磁场的响应而得出球体旋转的速度〕。










在牛顿的宇宙模型中,引力探测器围绕地球旋转时,这个小指针会恒久指向同一个方向。但是在爱因斯坦的模型中,由于地球对四周时空的扭曲和拖拽,陀螺仪指针会倾斜极其微小的角度[原文是sliver而不是silver]。南北的倾斜量表示测地线效应,东西的倾斜量表示惯性系拖曳效应。
埃弗里特说,指针在一年内仅移动了6000毫弧秒〔人类头发宽度在10英里处视察时对应的角度〕。尽管探测如此微小的偏移特别困难,%,惯性系拖曳效应的准确度到达20%。
埃弗里特说,因为广义相对论描述了大尺度的宇宙构造,所以引力探测器B的结果可以协助物理学家们理解黑洞、伽马射线暴等宇宙现象。
引力探测器B是有史以来耗时最长的美国航空航天局〔NASA〕工程。打算起先于1963年,那时人类还没有踏上月球。人们用了约50年时间开发技术,以建立出足够灵敏的陀螺仪来探测引力效应。
与此同时,这些技术在美国宇航局其他地球观测卫星上也得到了应用,其中包括宇宙背景探测卫星。这颗探测卫星用来测量宇宙微波背景辐射,正是它为获得诺贝尔奖的宇宙大爆炸理论供应了证据。
引力探测器B外部审查委员会主席、圣路易斯华盛顿大学的物理学家克利福德?威尔盛赞探究团队做出了“崇高的”奉献,同时他还强调了检验根本理论的重要性,而不应当不加鉴别地就承受。
“虽然主流观点认为爱因斯坦是正确的,但科学上还没有完全地证明。”他说,“虽然这次的试验结果验证了爱因斯坦的理论,但是它并不非得如此。”