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引力探測(cè)B衛(wèi)星
引力探測(cè)B衛(wèi)星
位于地球引力場(chǎng)中的引力探測(cè)B衛(wèi)星
騰訊科技訊(Everett/編譯)據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道,經(jīng)美國(guó)宇航局重力探測(cè)B衛(wèi)星項(xiàng)目組確認(rèn),已成功對(duì)愛(ài)因斯坦廣義相對(duì)論的兩個(gè)關(guān)鍵性推論:參考系拖拽和測(cè)地線效應(yīng),進(jìn)行了精確驗(yàn)證和測(cè)量,相關(guān)結(jié)論已發(fā)表在國(guó)際物理學(xué)重要學(xué)術(shù)期刊《物理評(píng)論快報(bào)》上。
引力探測(cè)B(GP-B)是美國(guó)宇航局2004年發(fā)射的用于測(cè)量地球周圍時(shí)空曲率的科學(xué)探測(cè)衛(wèi)星,旨在對(duì)愛(ài)因斯坦廣義相對(duì)論的正確性以及精確性進(jìn)行充分驗(yàn)證。主要使用四個(gè)超高精度陀螺儀來(lái)測(cè)量預(yù)言中的超大質(zhì)量物體使得該物體周圍時(shí)空產(chǎn)生的曲率,這種時(shí)間和空間上的扭曲還將被該物體自轉(zhuǎn)所影響,通俗地說(shuō):地球的超大質(zhì)量使得周圍時(shí)空產(chǎn)生扭曲,并且地球的自轉(zhuǎn)也將導(dǎo)致周圍時(shí)空隨之旋轉(zhuǎn),這就是參考系拖拽,或者引力磁性,即蘭斯-蒂林效應(yīng)。
為了保證測(cè)量的精確性,GP-B衛(wèi)星工作環(huán)境必須遠(yuǎn)離一切可能存在的干擾,針對(duì)這一點(diǎn),衛(wèi)星被放置在642公里左右的極軌道上,以提供一個(gè)完美的時(shí)空參考系,并且載有一個(gè)指向飛馬座HR8703(即IM Pegasi)的參考望遠(yuǎn)鏡,這個(gè)HR8703是一個(gè)類星體,由于其有相對(duì)較強(qiáng)的射電信號(hào)和位置理想,遂將其作為導(dǎo)航星體。且陀螺儀的自轉(zhuǎn)軸也指向HR8703,如果相對(duì)論效應(yīng)是正確的,即時(shí)空是彎曲的,陀螺儀能將參考系拖拽以及測(cè)地線效應(yīng)造成的角度的變化檢測(cè)出來(lái),反之,這四個(gè)陀螺儀角動(dòng)量的指向?qū)⒂肋h(yuǎn)是平行線。
面對(duì)目前的實(shí)驗(yàn)進(jìn)展以及取得的成績(jī),NASA華盛頓總部高級(jí)天體物理學(xué)家兼項(xiàng)目組成員以及GP-B首席研究員都認(rèn)為這將對(duì)天體物理學(xué)研究產(chǎn)生較為深遠(yuǎn)的影響。然而,GP-B的項(xiàng)目成果已經(jīng)被用于全球定位系統(tǒng)的技術(shù)的更新,且部分結(jié)論也將被應(yīng)用于宇宙微波背景輻射的探測(cè)任務(wù),旨在準(zhǔn)確測(cè)量微波背景輻射的參數(shù),并作為宇宙大爆炸理論的支撐點(diǎn),這個(gè)衍生理論成果使得NASA物理學(xué)家John Mather獲得了諾貝爾獎(jiǎng)。
另外,GP-B任務(wù)也在一定程度上帶動(dòng)了相關(guān)專業(yè)學(xué)生的積極性,全美包括100名博士生和15名研究生,超過(guò)350名大學(xué)生和高中生與航空航天工程師以及科學(xué)家們一起參與該項(xiàng)目,期間還因此誕生了一位女航天員和一位諾貝爾獎(jiǎng)得主(上面提到)。
整個(gè)Gravity Probe-B項(xiàng)目的管理、運(yùn)作和研究由NASA馬歇爾太空飛行中心與斯坦福大學(xué)共同完成,洛克希德馬丁公司負(fù)責(zé)相關(guān)設(shè)計(jì),系統(tǒng)集成以及空間載荷部分。這項(xiàng)任務(wù)的結(jié)果對(duì)理論物理學(xué)家將產(chǎn)生長(zhǎng)期影響,且未來(lái)還將繼續(xù)使用更精密的儀器對(duì)廣義相對(duì)論進(jìn)行驗(yàn)證。(騰訊科技)