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引力探測B衛星
引力探測B衛星
位于地球引力場中的引力探測B衛星
騰訊科技訊(Everett/編譯)據國外媒體報道,經美國宇航局重力探測B衛星項目組確認,已成功對愛因斯坦廣義相對論的兩個關鍵性推論:參考系拖拽和測地線效應,進行了精確驗證和測量,相關結論已發表在國際物理學重要學術期刊《物理評論快報》上。
引力探測B(GP-B)是美國宇航局2004年發射的用于測量地球周圍時空曲率的科學探測衛星,旨在對愛因斯坦廣義相對論的正確性以及精確性進行充分驗證。主要使用四個超高精度陀螺儀來測量預言中的超大質量物體使得該物體周圍時空產生的曲率,這種時間和空間上的扭曲還將被該物體自轉所影響,通俗地說:地球的超大質量使得周圍時空產生扭曲,并且地球的自轉也將導致周圍時空隨之旋轉,這就是參考系拖拽,或者引力磁性,即蘭斯-蒂林效應。
為了保證測量的精確性,GP-B衛星工作環境必須遠離一切可能存在的干擾,針對這一點,衛星被放置在642公里左右的極軌道上,以提供一個完美的時空參考系,并且載有一個指向飛馬座HR8703(即IM Pegasi)的參考望遠鏡,這個HR8703是一個類星體,由于其有相對較強的射電信號和位置理想,遂將其作為導航星體。且陀螺儀的自轉軸也指向HR8703,如果相對論效應是正確的,即時空是彎曲的,陀螺儀能將參考系拖拽以及測地線效應造成的角度的變化檢測出來,反之,這四個陀螺儀角動量的指向將永遠是平行線。
面對目前的實驗進展以及取得的成績,NASA華盛頓總部高級天體物理學家兼項目組成員以及GP-B首席研究員都認為這將對天體物理學研究產生較為深遠的影響。然而,GP-B的項目成果已經被用于全球定位系統的技術的更新,且部分結論也將被應用于宇宙微波背景輻射的探測任務,旨在準確測量微波背景輻射的參數,并作為宇宙大爆炸理論的支撐點,這個衍生理論成果使得NASA物理學家John Mather獲得了諾貝爾獎。
另外,GP-B任務也在一定程度上帶動了相關專業學生的積極性,全美包括100名博士生和15名研究生,超過350名大學生和高中生與航空航天工程師以及科學家們一起參與該項目,期間還因此誕生了一位女航天員和一位諾貝爾獎得主(上面提到)。
整個Gravity Probe-B項目的管理、運作和研究由NASA馬歇爾太空飛行中心與斯坦福大學共同完成,洛克希德馬丁公司負責相關設計,系統集成以及空間載荷部分。這項任務的結果對理論物理學家將產生長期影響,且未來還將繼續使用更精密的儀器對廣義相對論進行驗證。(騰訊科技)