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美国航空航天局要再度挑战广义相对论

http://www.sina.com.cn 2000年06月15日 08:52 新浪科技

  美国时间六月十四日消息,美国航空航天局计划于2002年发射地球引力探测器,检验爱因斯坦提出的广义相对论正确与否。二十世纪三十年代,英国著名剧作家肖伯纳曾说过一段名言:古希腊天文学家托勒密创立地心宇宙学说,其统治地位延续了两千年;英国物理学家牛顿提出万有引力学说,两百年后受到质疑;爱因斯坦发表相对论学说,究竟能维持多久则不得而知。

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  引力的存在是最显而易见的事实,向上抛起的物体必定回落到地面。牛顿认为:引力在物体之间普遍存在,但非常微弱。所以只有大到像地球或太阳这样的天体,它们之间的引力才显而易见。他的朋友哈雷以此作为出发点,大胆预测了一颗彗星的回归时间。那么,异性相吸又是怎么回事呢?是爱情还是欲望使然?连牛顿这样伟大的天才都无法给出令人满意的答复。他描述了万有引力定律,却未能予以充分证明。此后,科学界出现了长时间的沉寂,以致维多利亚学派的“决定论”一度占了上风。

  这一状况直到二十世纪初才得以改变,物理学巨匠阿尔伯特-爱因斯坦破除前辈权威学说的束缚,发表了《广义相对论》。该理论的核心内容是:宇宙好象有一层肉眼看不到的柔韧的四维框架,恒星、行星和星云各自在上面形成了凹点。体积越大的天体形成的凹点越深,在它周围的框架也就越发凹凸不平。因此在结合部出现纽结,沿着纽结的纹路形成了物理意义上的时空。在太阳系里,由于太阳体积最大,所以在它周围出现了最强烈的时空扭曲,吸引其它天体围绕太阳运转。以地球的体积而言,虽然也能造成时空扭曲,但其程度应该极度微弱。

  根据这一推断,美国航空航天局准备在2002年发射Gravity Probe B引力探测器。它环绕地球飞行,携带四个乒乓球大小的石英玻璃陀螺仪。除非平衡状态被外力打破,否则陀螺仪将始终高速自旋,保持角基准方向。当地球的存在和运动引起时空扭曲时,陀螺仪的旋转轴会发生方向偏离。美国航空航天局为了检验广义相对论的正确性,不惜斥巨资进行为期二十个月的空间实验。

  科学理论在不断战胜挑战的过程中显示出其发现者的伟大和理论本身的美,人类不该在爱因斯坦的论断前止步不前。不屈从于约定俗成的理论,只有不断向既有学说发起挑战,才是不断带来革命性发现的科学探索精神。(子木)


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