超越爱因斯坦?(2)
2024-09-26 来源:飞速影视
广义相对论的第二个验证是水星近日点进动。法国天文学家勒韦里耶(u.Le Verrier)用牛顿定律计算其他行星对水星近日点进动影响时,发现理论计算和天文观测值有百分之一的偏差。为此,许多科学家曾假设是由于太阳周围的尘埃,或者太阳不是精确的球形而引起,但观测否定了这些假设。广义相对论断言这个偏差是由牛顿定律的不精确所引起的,并计算出这个偏差值是每世纪43弧秒,与勒韦里耶发现的值相符。当雷达能够辨别水星上的山峰和峡谷后,用雷达就能精确地测量水星的轨道,近日点进动与广义相对论的预测完全一致。
广义相对论的第三个验证是:引力场中的钟应当走得慢。在引力场里的人,应比没有引力环境中的人实际上要衰老得慢一些。这一引人注目的时钟变慢效应很小.必须要用精确的原子钟来测量。科学家将一个原子钟放到远离地球的空间轨道上,过了一段时间后,将它收回来与地球上的另一个原子钟比较,观测结果与广义相对论一致。
令人惊异的是,利用广义相对论可以描述离地球3万光年以外的一对中子星的运动。它们的引力强度要比太阳系中任何一处的引力强10倍。经过20多年的观测,人们发现它们的运动与广义相对论符合得极好,理论预测精确度达到1/10.这相当于测量地球赤道长度误差不超过阿米巴细菌尺寸的1/10。
百年证实漫漫路,似乎所有的观测都在证实广义相对论,但引力波是个例外。自从爱因斯坦预言引力波的存在后,科学家们在世界各地建造费用高昂的大型探测器,希望能借此倾听来自宇宙深处的声音。人们期待有朝一日能亲耳听到恒星的爆炸、中子星的碰撞、黑洞的创生,或许由此而洞悉宇宙深处的所有奥秘。
目前地球上许多不同地方的天线几乎一刻不停地运转着,期待着某个超新星或银河系中心看不见的引力坍缩出现。概率当然不大,但设备已达到非常可靠的地步,它们为世人提供了极佳的发现引力波信号的机会。
通过测量脉冲星信号的残差来探测宇宙中的超大质量黑洞产生的引力波.该领域国际上主要由澳大利亚的PPTA fParkes Pulsar Timing Array)组、欧洲的EFTA(European Pulsar Timing Array)组和美国的NANOGrav(North American Nanohertz Observatory for Gravitational Waves)组在竞争。
目前做得最好的是澳大利亚组,虽然目前尚未探测到信号,但预计在未来十年之内,该方法就应该真正探测到信号。我国在建的500米口径球面射电望远镜(Five hundred meters AoertureSpherical Radio Telescope,FAST)和参与的平方公里射电阵(Square Kilometre Array,SKA),也属于这类探测器。另一种设想就是用激光干涉来探测引力波。分光器将光线分成两条路径,当引力波通过时,一条路径收缩,而另一条路径膨胀。
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