科學家測試相對論正確的範圍

資料來源:大紀元新聞

2003年10月日


卡西尼實驗示意圖﹕根據廣義相對論﹐由于太陽
週圍的時空發生扭曲﹐無線電波通過時會改變路
徑﹐從而使往返于地球(遠端)與太空船(近端)的訊
號發生延遲。(NASA)

【大紀元10月19日訊】意大利科學家利用NASA卡西尼太空船傳回的

資料進行一項實驗,用以檢測愛因斯坦的廣義相對論。新的測量方

法精準度比過去的方法提高50倍﹐這將幫助科學家們研究廣義相對

論在更廣範圍內是否成立。這項研究刊載於9月25日的《自然》雜

誌。

這個實驗是美國航空航天局和意大利太空總署合作的一部分﹐實驗

於2002年夏天進行。卡西尼太空船目前正在前往土星途中。2002年

夏﹐太空船的位置和地球正好分別位于太陽的兩側,相隔超過十億

公里(約621百萬英里)。

研究人員觀察了往返于地球和太空船之間的無線電波在經過太陽附

近時的頻率變化。並精確測量了無線電波訊號接近太陽時﹐「光時

間」的變化。這裡的「光時間」是指無線電波訊號由坐落在地球上

美國加州“金石”太空研究站發射到太陽的另一端的太空船,再返

回地球所需的光時。

無線電波科學組織主任山米愛斯瑪表示:「這些結果的意義在於確

認廣義相對論,並且以最新式的實驗,來驗證愛因斯坦的公式。」

該組織由加州帕莎迪那NASA噴氣推進實驗室(JPL)得到這項實驗

的資料,他同時表示:「此次實驗技術的重要性在於無線電波聯繫

已克服嚴苛的太陽系環境。」

依據廣義相對論,象太陽這樣大的物體會引起週圍時空的彎曲。當

無線電(或光)波經過太陽時﹐由於時空彎曲,需要更長時間。

電波從卡西尼太空船傳送出去後,其行程會因經過太陽而延遲。耽

擱的時間數據提供了一個靈敏度相當高的實驗來預測愛因斯坦理論

。

愛因斯坦于20世紀初提出廣義相對論﹐被認為是物理學上的一次飛

躍。人們曾經認為牛頓力學是絕對正確的﹐後來的研究表明在微觀

粒子領域和接近光速的條件下牛頓力學並不適用。

科學家們認為測試廣義相對論有重要的宇宙學意義﹕問題不在於證

明廣義相對論的對錯,而在于找到該理論正確的範圍。

過去的研究證實廣義相對論在千分之一數量級上仍然是正確的。卡

西尼實驗證實了其正確度達在20百萬分之一數量級上仍然正確。但

是科學家們稱﹐對一些宇宙模型的研究已推斷出廣義相對論的誤差

,不過在這次實驗中並沒有發現任何誤差。

據悉﹐卡西尼將於2004年7月1日開始在土星軌道上運行6個月﹐而後

將其攜帶的惠更斯探測器(Huygens probe)釋放,降落在土星衛星

泰坦(moon Titan)表面。