愛因斯坦理論經(jīng)歷學(xué)界最嚴(yán)苛檢驗(yàn) 仍被證明成立
www.fjnet.cn?2013-04-27 10:52? ?來源:中國新聞網(wǎng) 我來說兩句
資料圖:愛因斯坦 中新網(wǎng)4月27日電 據(jù)美國《華爾街日?qǐng)?bào)》26日?qǐng)?bào)道,科學(xué)家們對(duì)愛因斯坦的引力理論進(jìn)行了迄今為止真實(shí)世界中最嚴(yán)苛的檢驗(yàn)──結(jié)果證明,理論仍然成立。 愛因斯坦的廣義相對(duì)論稱,擁有質(zhì)量的物體會(huì)導(dǎo)致時(shí)空彎曲,即我們所理解的引力。根據(jù)愛因斯坦的相對(duì)論,時(shí)空是一個(gè)由時(shí)間和空間組成的四維結(jié)構(gòu)。 例如,一個(gè)保齡球可以讓床墊上出現(xiàn)一處凹陷,這個(gè)凹陷改變了同一床墊上一個(gè)原本做直線運(yùn)動(dòng)的彈子的軌跡。與之相似,太陽的質(zhì)量扭曲了周圍的時(shí)空。質(zhì)量較小的物體,比如地球,在這個(gè)扭曲的空間中沿著一個(gè)路線運(yùn)動(dòng),我們稱之為軌道。 科學(xué)家們檢測(cè)這個(gè)廣義理論并不是因?yàn)樗麄冇X得理論錯(cuò)了,而是因?yàn)樗麄兛隙ǖ卣J(rèn)為這個(gè)理論不是最終的解釋,就像牛頓的萬有引力定律會(huì)被愛因斯坦的理論取代一樣。 愛因斯坦的引力理論發(fā)表于近一個(gè)世紀(jì)之前,已經(jīng)通過了迄今為止的所有檢驗(yàn)。不過,科學(xué)家們一直在努力找出愛因斯坦的引力理論不再成立的精確條件,以及在哪個(gè)方面需要提出一個(gè)替代性的理論。例如,愛因斯坦的引力理論框架與量子理論相矛盾,量子理論解釋了自然界在原子和亞原子水平上的運(yùn)行規(guī)律。 這份研究報(bào)告發(fā)表在《科學(xué)》雜志上。德國馬克斯·普朗克射電天文學(xué)研究所的天體物理學(xué)家、這份研究報(bào)告的作者之一弗萊雷說,以黑洞為例思考,愛因斯坦的理論預(yù)測(cè)無限強(qiáng)大的引力場(chǎng)和密度,這是荒謬的。 弗萊雷和他的同事把一個(gè)距地球7000光年的宇宙空間作為實(shí)驗(yàn)室,來檢驗(yàn)愛因斯坦的理論。那里有兩顆相互環(huán)繞的奇異星。 其中一顆奇異星是所謂的白矮星,它是一個(gè)質(zhì)量輕得多的恒星的冷卻遺跡。另一顆是每秒旋轉(zhuǎn)25次的脈沖星。盡管這顆脈沖星的寬度只有12英里,其質(zhì)量卻是太陽的兩倍。 蘇格蘭阿伯丁大學(xué)的理論物理學(xué)家查爾斯·王說,在如此小的空間里擁有如此大的質(zhì)量,會(huì)產(chǎn)生非常大的引力。不過,查爾斯沒有參與這項(xiàng)研究。 脈沖星表面的引力是地球的3000億倍。那里的環(huán)境接近殘酷、擁有無限能量的黑洞。黑洞連光線也能吞沒。 弗萊雷說,愛因斯坦的理論從來沒有在這樣一個(gè)環(huán)境中被檢驗(yàn)過。 脈沖星和白矮星釋放出引力波,這個(gè)雙星系統(tǒng)逐漸失去能量。因此,這兩顆星會(huì)相互靠近,在軌道上運(yùn)行的速度也更快。 根據(jù)愛因斯坦的理論,這兩顆恒星的軌道周期(即他們相互環(huán)繞一周所需的時(shí)間)每年應(yīng)該減少大約0.000008秒。 弗萊雷和他的同事們使用了幾臺(tái)望遠(yuǎn)鏡對(duì)這個(gè)雙星系統(tǒng)進(jìn)行了精確的測(cè)量。他們得出的結(jié)果與基于愛因斯坦理論的預(yù)測(cè)完全吻合。 查爾斯·王說,盡管愛因斯坦的理論框架到目前為止仍然無懈可擊,這項(xiàng)研究仍然很重要,因?yàn)樘煳膶W(xué)家的觀察幫助發(fā)現(xiàn)了檢測(cè)愛因斯坦引力理論的新的極端案例。 在愛因斯坦的理論發(fā)表后的第4年,這一理論在一次日食過程中首次被顯著證實(shí),他因此一下子成為了名人。在被問到如果他的理論被證明是錯(cuò)誤的,他會(huì)作何感想時(shí),愛因斯坦回答說:我會(huì)為上帝感到遺憾。這個(gè)理論是正確的。 |
- 責(zé)任編輯:林晨
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