實驗聲稱觀測到愛因斯坦的“框架拖曳”現象

加入我們的科學愛好者社群!

透過精確計算水星軌道中不尋常的偏移,愛因斯坦為他的廣義相對論獲得了重要支援。廣義相對論認為,引力是由於質量彎曲時空而產生的。透過研究圍繞地球執行的兩顆人造衛星的軌道,科學家們現在表示,他們已經證實了該理論預測的一個小得多的效應:即質量在旋轉時會拖動時空。

天體物理學家認為,這種“框架拖曳”對於快速旋轉的中子星和黑洞來說至關重要,但在地球附近,這種效應非常小。今年4月,美國宇航局發射了重力探測器B衛星,該衛星攜帶高精度陀螺儀,旨在以約1%的精度測量該效應。今天在《自然》雜誌上撰文的研究人員分析了早期兩顆衛星在11年期間的位置測量資料,並確定衛星8000萬米長的軌道每年偏移約兩米。義大利萊切大學的伊格納齊奧·丘福利尼和馬里蘭大學巴爾的摩縣分校的埃里科斯·帕夫利斯得出結論,偏移量在相對論預測的速率的1%以內,儘管他們只聲稱精度為10%。在隨附的評論中,科羅拉多大學的尼爾·阿什比稱這一結果為“首次對框架拖曳進行相當準確的測量”。

科學家們使用了來自LAGEOS和LAGEOS 2衛星的資料,這些衛星旨在測量地球陸地的運動。每個沙灘球大小的球體都佈滿了角反射器以反射光線,很像高速公路上的中心點。透過定時短雷射脈衝的返回,研究人員可以將衛星的距離測量到幾毫米以內,並將其與預測值進行比較。作者使用了最近對地球略微不對稱質量的精確測量,並比較了兩顆衛星,以分離出微小的框架拖曳效應。儘管如此,研究人員仍將熱切地等待2006年重力探測器B的結果,該結果不應需要大量的背景校正。“我完全預計這一宣告將受到大量審查,”阿什比說。


關於支援科學新聞

如果您喜歡這篇文章,請考慮透過 訂閱來支援我們屢獲殊榮的新聞報道。透過購買訂閱,您正在幫助確保有關塑造當今世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。


儘管廣義相對論被廣泛接受,但確實存在其他引力理論,並且精確的測試有時會產生驚喜。例如,愛因斯坦在他的方程中設定為零的一個項現在被認為是正在加速宇宙膨脹的“暗能量”。

© .