美探測器證實廣義相對論兩項關鍵預測

新華網華盛頓5月4日電（記者任海軍）美國航天局4日發布消息稱，該局2004年發射的「引力探測器B」衛星已經證實了愛因斯坦廣義相對論的兩項關鍵預測。

廣義相對論認為，引力是因質量的存在而引起的時空彎曲，引力場的存在會改變時空幾何學規則，時間和空間是不可分割的四維整體。這一理論有兩項重要預測，即時間和空間不僅會因地球等大質量物體的存在而彎曲，大質量物體的旋轉還會拖動周圍時空結構發生扭曲，這就是「短程線效應」和「慣性系拖曳效應」。

按照科學家的通俗比喻，如果把時空結構想像為一張平坦的床單，把地球等大質量物體看成是一個保齡球，那麼床單會因保齡球的放入而凹陷下去，這就是「短程線效應」。而「慣性系拖曳效應」有點像把一個橡皮球放入盛滿糖漿的大碗，橡皮球或者說大質量物體的轉動，會帶動糖漿或者說時空結構跟著一起運動。

「引力探測器B」的主要裝備是4個超高精度的迴轉儀。當「引力探測器B」在距離地球約640公里的極地軌道上開始運轉時，4個迴轉儀自轉軸同時對準遙遠恆星——IM　Pegasi。如果地球引力不影響時間和空間，那麼迴轉儀自轉軸將一直指向初始方向。實際觀測結果是，受地球引力拖曳，迴轉儀自轉軸方向發生了可測量的細微偏移，從而證實了愛因斯坦的理論。

這項研究成果已發表在美國《物理評論通訊》雜誌網路版上。項目首席科學家、斯坦福大學教授弗朗西斯·埃弗里特表示，「想像一下將地球浸入蜂蜜中，地球旋轉時，它周圍的蜂蜜也會打旋，時間和空間同樣如此。『引力探測器B』證實了愛因斯坦的兩項最深奧的預測，對天體物理學研究具有深遠意義。」

美國航天局天體物理學家威廉·丹奇說：「這項成果對理論物理學具有長期影響，將來要想挑戰愛因斯坦的廣義相對論，就必須獲得比『引力探測器B』觀測結果更精確的數據。」

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