仍在等待:重力實驗報告部分成功

重力探測器B觀察到扭曲時空的“端倪”

加入我們的科學愛好者社群!

美國國家航空航天局(NASA)發射升空以檢驗愛因斯坦重力理論的衛星,其 долгожданный (long-awaited) 結果將不得不等待幾個月。儘管研究人員已經在使用重力探測器B(GP-B)相對論任務尋找的兩種時空彎曲效應中,發現了一種較大的效應,但他們仍在努力從資料中提取第二種、更微弱的效應。

研究人員在本週末舉行的美國物理學會年會上向同行們展示了分析結果。斯坦福大學物理學家、任務負責人弗朗西斯·埃弗裡特說:“我們在資料中完全清晰地看到了兩種相對論效應中較大的那種。我們正在穩步朝著全面確定方向邁進。”

愛因斯坦的廣義相對論於1915年提出,認為空間和時間結合成為一個可延展的實體——時空。經過數十年的準備,GP-B於2004年4月發射升空,旨在靈敏地測量時空的兩種屬性:測地效應,即地球自身引力作用下圓周收縮2.8釐米(1.1英寸);以及慣性系拖曳——兩者中較弱的一種,也是GP-B的主要目標——地球像在蜂蜜中旋轉的球一樣扭曲時空。


支援科學新聞報道

如果您喜歡這篇文章,請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道: 訂閱。透過購買訂閱,您將幫助確保有關塑造我們當今世界的發現和思想的具有影響力的故事的未來。


很少有專家會預測廣義相對論會做出錯誤的預測。然而,埃弗裡特說,“檢驗愛因斯坦的理論令人興奮。”

不幸的是,耗資7.6億美元的GP-B在2003年被搶先了一步,當時研究人員透過比較地球軌道上兩顆衛星的高度報告稱發現了慣性系拖曳。但聖路易斯華盛頓大學物理學家、GP-B外部審查委員會成員克利福德·威爾說,那項名為LAGEOS(雷射地球動力學衛星)的實驗不是很精確。“對我來說,[GP-B]本身仍然是一項驚人的成就,”他說。“這是一項獨特的實驗,”他補充說,並且可能比LAGEOS產生更精確的答案。

GP-B由四個旋轉的、乒乓球大小的球體組成,這些球體充當靈敏的陀螺儀。當地球拖曳時空時,它也會拖曳每個球體的自旋軸。望遠鏡透過將軸與它相對於飛馬座星座中一顆恆星的對齊方式進行比較來測量這種變化。

為了探測慣性系拖曳,研究人員必須識別出自旋軸0.000011度的偏移,這大致相當於從四分之一英里外觀看一根頭髮的寬度。埃弗裡特說:“我們看到了這種現象的端倪”,但該小組仍然需要解釋球體上的其他影響。

GP-B於2005年9月停止收集資料。埃弗裡特和同事最初計劃在去年夏天公佈他們的結果,但出現了意想不到的微妙之處,包括改變球體方向的電場。埃弗裡特說,該團隊現在正在從真正的時空訊號中分離出這些影響,並可能在12月完成。當被問及延遲時,他笑著說:“你可以將其歸咎於我的天真……我們認為我們能比實際情況更快地完成。”

© .