2004年4月6
当美国宇航局的重力探测器B (GP-B)卫星发射4月17日,它将开始一个严格的测试爱因斯坦的广义相对论。结果将支持或挑战现代物理学的一个基本原则。这个开创性的测试不可能没有一个关键贡献的哈佛-史密松森天体物理中心的科学家们(CfA)。他们的地面测量将结合的卫星准确地确定地球质量和旋转影响的空间和时间。
“这NASA使命是斯坦福大学45年的努力成果。在CfA,我们提供天文信息的关键部分,斯坦福大学需要完成其测试爱因斯坦的理论与完整的准确性和可靠性。卫星测量必须至少有一个非常重要的天文调整的效果。我们使用射电望远镜来测量所需的调整,”史密森射电天文学家说迈克尔·拉特纳(CfA),与CfA项目主任欧文·夏皮罗。
测试爱因斯坦
GP-B实验的核心是四个陀螺仪,各拿一个精确制造质量一个乒乓球大小的旋转。他们都几乎不受干扰,因此它们提供了一个几乎完美的时空参考系统。通过测量,非常精确,微小变化的方向旋转的四个陀螺仪,物理学家将计算如何扭曲时间和空间的地球,以及地球自转拖周围时空。这些影响,尽管小地球,产生深远影响从黑洞的本质到宇宙的结构和演化。
“我们对宇宙的理解是基于广义相对论天体物理数据和假设的解释是正确的。如果广义相对论被认为是明显错误的,它会对我们产生深远影响的描述宇宙和它的历史。即使是很小的差异在当地的测量,发现由GP-B类似,可以强烈地影响我们对宇宙的理解,“足协副主任Robert Reasenberg说,他是GP-B科学咨询委员会和广义相对论的测试工作了三十年。欧洲杯线上买球
根据广义相对论,我们生活在一个四维宇宙。空间和时间的相互交织,不可分割。任何大量对象的存在像地球弯曲时空的结构,本质上是扭曲空间。
广义相对论的一个预测是,星光将弯曲的重力。这种效应在1919年首次测量在日全食。其他预测不是很容易确认。
广义相对论的一个不同寻常的预测帧拖的现象,在这种大规模的对象就像地球的旋转引起的局部时空扭曲。可见这种效应的结果是,每个陀螺仪的自旋轴的方向上的宇宙飞船将非常缓慢地朝东。
每个自旋轴也似乎会以更快的速度在南北方向,因此通过扭曲空间飞船的极地轨道围绕地球。重力探测器B将测量在大约1 - 1/2年任务的影响。
极端的精度
为了GP-B测量任何“转折”或当地时空的曲率,它必须使用陀螺仪,几乎是完美的,它不会摆动或漂移而旋转。使用ultrastable陀螺仪确保任何角改变对陀螺仪的旋转轴是由于相对论效应。
重力探测器B有望远镜,侧重于指导明星为了提供一个参考点测量微小变位陀螺仪的轴旋转。整个宇宙飞船是这颗恒星不断地保持一致。然而,明星转变明显地位既独立和太阳轨道银河系的中心。从GP-B飞船,明显的位置引导明星也受到航天器的轨道围绕地球围绕太阳和地球的轨道。
为了弥补这些影响,夏皮罗和他的同事们监控GP-B指南星在过去7年使用各种各样的射电望远镜。监测将继续通过重力探测器b的一生只有在所有的飞船数据已经收集的计算,将测试爱因斯坦的理论。
“如果广义相对论的预言得到证实,我个人会很有满足感,不仅爱因斯坦的引力理论历史,但还在GP-B多年的工作项目,都成功了。相反,如果重力探测器B结果不符合爱因斯坦的理论,我就会兴奋的前景,未来会是什么样。它肯定会激励重新审视的基础物理,“拉特纳说。
他补充道,“不管什么结果,重力探测器B计划将作为证明科学家的确定主题甚至他们喜爱的理论实证测试。这个测试的过程,科学的持续有效性,甚至开车时科学不可预知的开始。”欧洲杯线上买球
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