愛因斯坦時空扭曲理論揭秘 引力探測試驗曝光

　8月7日，愛因斯坦時空扭曲理論揭秘，引力探測試驗曝光。人類能否穿越時空？在愛因斯坦相對論當(dāng)中有一種說法，就是在宇宙中中立可以引起時空扭曲，而且還跟中子星有關(guān)，就讓我們來一起了解一下吧。

　愛因斯坦的預(yù)言之時空扭曲理論：

　由于重力的作用，(例如)地球這樣大質(zhì)量的物體在時空構(gòu)成的框架結(jié)構(gòu)中的存在本身，就會使時空框架發(fā)生扭曲。通俗地說，時空框架就像一個床墊，而地球就像放在床墊上的一個小鋼球，鋼球使床墊凹陷成一個“小酒窩”樣子的坑。
　愛因斯坦的預(yù)言時空扭曲現(xiàn)象最近被科學(xué)家們在中子星附近觀測到。中子星是目前人類在宇宙中可以觀察到的天體中密度最大的一種。來自美國密歇根大學(xué)和美國宇航局的天文學(xué)家聲稱，他們觀測到了圍繞中子星的鐵原子氣體呈現(xiàn)的模糊環(huán)線出現(xiàn)了扭曲現(xiàn)象，這一發(fā)現(xiàn)對解釋某些物理學(xué)基本問題意義重大。
　據(jù)美國宇航局報道，愛因斯坦的預(yù)言再一次得到了證實!科學(xué)家們經(jīng)過仔細的檢測，發(fā)現(xiàn)地球周圍確實存在時空漩渦，并且其各項參數(shù)和愛因斯坦廣義相對論預(yù)言的完全符合。
   這是此間在美國宇航局總部舉行的一場新聞發(fā)布會上公布的消息，探測的結(jié)果來自對該局實施的引力探測衛(wèi)星B(GP-B)計劃的數(shù)據(jù)分析結(jié)果。
　引力探測衛(wèi)星B項目首席科學(xué)家，斯坦福大學(xué)物理學(xué)家弗朗西斯·艾福瑞特(FrancisEveritt)表示：“正如廣義相對論預(yù)言的那樣，地球附近確實存在時空扭曲。”
　而美國華盛頓大學(xué)圣路易斯分校的克利福德·威爾(CliffordWill)表示：“這是一個歷史性的時刻。”威爾是愛因斯坦理論研究方面的專家，他目前正擔(dān)任美國國家研究理事會一個獨立下設(shè)委員會的主席職務(wù)。這一委員會于1998年由美國宇航局創(chuàng)立，其主要目的便是對引力探測衛(wèi)星B的數(shù)據(jù)進行檢查和評估。他說：“有一天，今天的這個實驗將被作為經(jīng)典案例寫進物理學(xué)教科書。”
　根據(jù)愛因斯坦的相對論，空間和時間是交織在一起的，形成一種被他稱為“時空”的四維結(jié)構(gòu)。地球的質(zhì)量會在這種結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生“凹陷”，這很像是一個成年人站在蹦床上陷進去的情形。愛因斯坦指出，引力的本質(zhì)僅僅只是物體圍繞這種時空凹陷的曲線邊緣運動的外在表現(xiàn)。
　如果地球是靜止的，那這種擾動將不復(fù)存在。但是地球并非靜止不動，我們的地球在不停旋轉(zhuǎn)，這種旋轉(zhuǎn)會產(chǎn)生擾動，盡管非常輕微，但仍然會產(chǎn)生一種四維漩渦。而這就是2004年發(fā)射進入太空的引力探測衛(wèi)星-B所要探測的目標(biāo)。
   實驗的原理
　這一實驗項目背后的科學(xué)原理非常簡單：科學(xué)家們將一個陀螺儀送上地球軌道，使它的一個旋轉(zhuǎn)軸指向一顆遙遠的恒星作為參考點。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隨著時間推移發(fā)生改變。通過對這種改變的精密檢測，科學(xué)家們能了解時空彎曲的相關(guān)信息。
　這說起來似乎很簡單，但真正做起來卻非常艱難。
　首先，制造引力探測器B中4個高精度陀螺儀需要用到精度極高的球體。事實上，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)于一個乒乓球，由熔凝石英和硅材料制成，其相對完美球體的誤差在任何方向都不超過40個原子的厚度。這樣高的精度是必須的，因為如果不是這樣做，那么這些陀螺儀轉(zhuǎn)軸的晃動將出現(xiàn)誤差。
　根據(jù)愛因斯坦的預(yù)言理論進行的估算顯示，地球周圍空間的時空扭曲將導(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。為了測出這樣微小的改變量，GP-B探測器必須具備0.0005弧秒的精度。這就相當(dāng)于讓你測量放在100英里(約合161公里)之外的一張紙的厚度。