愛因斯坦預(yù)言地球周圍存在時(shí)空漩渦直到現(xiàn)在科學(xué)家才能證明

2011-05-09 20:20?來源 未知

　這是一張示意圖，顯示引力探測(cè)衛(wèi)星-2號(hào)正在太空測(cè)量地球周圍存在的時(shí)空扭曲效應(yīng)

　　直到現(xiàn)在科學(xué)家才能證明愛因斯坦預(yù)言地球周圍存在時(shí)空漩渦，現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展在倒退還是人類科學(xué)已經(jīng)不可能再進(jìn)步了？似乎現(xiàn)在的科學(xué)家都只是在證明愛因斯坦的相對(duì)論，而沒有自己的學(xué)說和發(fā)現(xiàn)。據(jù)美國(guó)宇航局網(wǎng)站報(bào)道，愛因斯坦的預(yù)言再一次得到了證實(shí)！科學(xué)家們經(jīng)過仔細(xì)的檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)地球周圍確實(shí)存在時(shí)空漩渦，并且其各項(xiàng)參數(shù)和愛因斯坦廣義相對(duì)論預(yù)言的完全符合。

　　這是此間在美國(guó)宇航局總部舉行的一場(chǎng)新聞發(fā)布會(huì)上公布的消息，探測(cè)的結(jié)果來自對(duì)該局實(shí)施的引力探測(cè)衛(wèi)星B(GP-B)計(jì)劃的數(shù)據(jù)分析結(jié)果。

　　引力探測(cè)衛(wèi)星B項(xiàng)目首席科學(xué)家，斯坦福大學(xué)物理學(xué)家弗朗西斯·艾福瑞特(Francis Everitt)表示：“正如廣義相對(duì)論預(yù)言的那樣，地球附近確實(shí)存在時(shí)空扭曲。”

　　而美國(guó)華盛頓大學(xué)圣路易斯分校的克利福德·威爾(Clifford Will)表示：“這是一個(gè)歷史性的時(shí)刻。”威爾是愛因斯坦理論研究方面的專家，他目前正擔(dān)任美國(guó)國(guó)家研究理事會(huì)一個(gè)獨(dú)立下設(shè)委員會(huì)的主席職務(wù)。這一委員會(huì)于1998年由美國(guó)宇航局創(chuàng)立，其主要目的便是對(duì)引力探測(cè)衛(wèi)星B的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查和評(píng)估。他說：“有一天，今天的這個(gè)實(shí)驗(yàn)將被作為經(jīng)典案例寫進(jìn)物理學(xué)教科書。”

　　根據(jù)愛因斯坦的相對(duì)論，空間和時(shí)間是交織在一起的，形成一種被他稱為“時(shí)空”的四維結(jié)構(gòu)。地球的質(zhì)量會(huì)在這種結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生“凹陷”，這很像是一個(gè)成年人站在蹦床上陷進(jìn)去的情形。愛因斯坦指出，引力的本質(zhì)僅僅只是物體圍繞這種時(shí)空凹陷的曲線邊緣運(yùn)動(dòng)的外在表現(xiàn)。

　　如果地球是靜止的，那這種擾動(dòng)將不復(fù)存在。但是地球并非靜止不動(dòng)，我們的地球在不停旋轉(zhuǎn)，這種旋轉(zhuǎn)會(huì)產(chǎn)生擾動(dòng)，盡管非常輕微，但仍然會(huì)產(chǎn)生一種四維漩渦。而這就是2004年發(fā)射進(jìn)入太空的引力探測(cè)衛(wèi)星-B所要探測(cè)的目標(biāo)。

　　實(shí)驗(yàn)的原理

　　這一實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目背后的科學(xué)原理非常簡(jiǎn)單：科學(xué)家們將一個(gè)陀螺儀送上地球軌道，使它的一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸指向一顆遙遠(yuǎn)的恒星作為參考點(diǎn)。在沒有任何外力作用的情況下，這一旋轉(zhuǎn)軸應(yīng)當(dāng)永遠(yuǎn)指向這一顆恒星。但如果空間是扭曲的，那么陀螺儀的指向會(huì)隨著時(shí)間推移發(fā)生改變。通過對(duì)這種改變的精密檢測(cè)，科學(xué)家們能了解時(shí)空彎曲的相關(guān)信息。

　　這說起來似乎很簡(jiǎn)單，但真正做起來卻非常艱難。

　　首先，制造引力探測(cè)器B中4個(gè)高精度陀螺儀需要用到精度極高的球體。事實(shí)上，這些陀螺儀內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是人類迄今制造過的最完美球體。它們的大小約相當(dāng)于一個(gè)乒乓球，由熔凝石英和硅材料制成，其相對(duì)完美球體的誤差在任何方向都不超過40個(gè)原子的厚度。這樣高的精度是必須的，因?yàn)槿绻皇沁@樣做，那么這些陀螺儀轉(zhuǎn)軸的晃動(dòng)將出現(xiàn)誤差。

　　根據(jù)愛因斯坦理論進(jìn)行的估算顯示，地球周圍空間的時(shí)空扭曲將導(dǎo)致陀螺儀旋轉(zhuǎn)軸出現(xiàn)每年0.041弧秒的改變。1弧秒等于1/3600度。為了測(cè)出這樣微小的改變量，GP-B探測(cè)器必須具備0.0005弧秒的精度。這就相當(dāng)于讓你測(cè)量放在100英里(約合161公里)之外的一張紙的厚度。

　　對(duì)此，威爾說：“GP-B探測(cè)器項(xiàng)目的工程師們不得不發(fā)明一整套全新的技術(shù)來滿足這種不可思議的要求。”

　　舉幾個(gè)例子，工程師們開發(fā)了一種“無拖曳”衛(wèi)星技術(shù)，它可以讓衛(wèi)星擦過地球最外層大氣卻不會(huì)造成對(duì)其內(nèi)部陀螺儀的擾動(dòng)。他們還開發(fā)出獨(dú)特的技術(shù)來防止地球磁場(chǎng)穿透探測(cè)器從而影響其測(cè)試精度。最后，他們還設(shè)計(jì)出一種技術(shù)來測(cè)量陀螺儀的旋轉(zhuǎn)角度，但整個(gè)過程中不會(huì)觸碰到陀螺儀從而對(duì)其造成影響。

　　即便克服了制造和設(shè)計(jì)上的技術(shù)困難，進(jìn)行這項(xiàng)精度空前的實(shí)驗(yàn)本身同樣是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)，但經(jīng)過一年的數(shù)據(jù)收集和將近5年的數(shù)據(jù)分析，GP-B項(xiàng)目的科學(xué)家們認(rèn)為他們已經(jīng)幾乎接近完成這項(xiàng)工作。

　　艾福瑞特說：“我們測(cè)量到測(cè)地線效應(yīng)值為+6.600或-0.017，慣性系拖曳效應(yīng)值為+0.039或-0.007。”

　　測(cè)地線效應(yīng)是指由于地球的靜止質(zhì)量引起的陀螺旋轉(zhuǎn)軸改變，也即時(shí)空的凹陷。而慣性系拖曳效應(yīng)則是由于地球自轉(zhuǎn)導(dǎo)致的陀螺旋轉(zhuǎn)軸改變，也即時(shí)空的扭曲。測(cè)量得到的這兩組數(shù)據(jù)都和愛因斯坦理論的預(yù)測(cè)非常吻合。　　本文“”來源：http://www.pzjyn.cn/keji/dizhen/36992.html，轉(zhuǎn)載必須保留網(wǎng)址。

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