爱因斯坦时空理论被证实 天体相撞诱发引力波

2011年08月11日 11:41
来源：凤凰网科技

超大质量天体相互碰撞可引发引力波

凤凰网科技讯北京时间8月11日消息，据外媒报道，爱因斯坦预言的时空结构震荡论认为，由于超新星爆炸、中子星与黑洞等天体相撞，致使宇宙中产生神秘的引力波。近日欧洲科学家获得引力波的存在证据，从而证实了爱因斯坦理论的正确性。

据悉，在欧洲引力波探测计划中，科学家在德国汉诺威的GEO600引力波观测站和意大利比萨的处女座（Virgo）引力波探测器处使用陆基引力波天线。德国汉诺威的GEO600引力波观测站的干涉仪臂长达600米，是德英联合项目；而处女座引力波探测器臂长更是达到3000米，是意大利、法国、波兰、匈牙利四个国家联合研究的项目。

根据相对论可知，高速运动的物体和宇宙中大质量的天体碰撞都会产生极强的引力波， 当这些引力波传到地球上时会变得微乎其微，因此地球需要极高灵敏度的引力波观测站来探测引力波。

科学家目前用激光干涉仪来探测引力波，这种仪器得机构由两条互相垂直的长臂组成，长臂的两端挂有两面高反射率的镜子，激光打入到仪器长臂后，从而激光束在镜子之间来回反射。而科学家对此进行由于光程差引起的微小变化的检测，这个微小变化仅仅有质子直径大小。

此外，对引力波的检测需要极其高的技术条件：比如隔离真空、隔离振动等。隔离振动包括外部环境致使的振动和内部设备引起的振动。

引力波监测需要多个地面站同时工作，这些地面站的探测装置都是相同的，这样可以最大程度上来减小仪器测试产生的误差；而在监测过程中，必须同时接收同样的信号，这样可以避免受到地面信号源的干扰，从而保证引力波信号源的探测的精准性。

德国马克斯普朗克引力物理研究所、德国汉诺威莱布尼兹大学的哈特穆•特格罗特博士通过监测比较认为： GEO600引力波观测站和Virgo引力波探测器在600HZ以上的中/高频波段的灵敏度十分相似。这对科学家来说是一件非常有趣的事，科学家可以通过此波段寻找超新星爆炸所产生的引力波，并在此基础上进行监测，可以节省时间和提高监测效率。

地球周围发现时空漩涡：爱因斯坦预言被证实

2011年05月06日 11:24
来源：凤凰网科技 作者：七七

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凤凰网科技讯 5月6日消息，据国外媒体报道，近日美国宇航局NASA的引力探测卫星B(GP-B)计划证实了爱因斯坦广义相对论中两个关键预言，地球周围的时空会因地球引力而发生扭曲。

这项试验开始于2004年，使用四枚高精密陀螺仪来测量地球周围的时空扭曲及其各项参数。

这张图显示引力探测卫星-2号正在太空测量地球周围存在的时空扭曲效应

GP-B指向一个单一恒星，IM Pegasi，并且在南北极轨道上围绕地球运转，以前所未有的精度测量地球周围的时空扭转。如果地球重力没有对时空造成扭转，那么在轨道上运行时，GP-B的陀螺仪将一直指向同一个方向。但是根据爱因斯坦的理论，地球重力会使得地球周围的时空发生扭转，所以事实上，陀螺仪侦测到了一个在其旋转方向上非常微小的改变，而这正是地球引力影响的结果。

这是引力探测卫星-2号陀螺仪使用的超完美球体

这项试验的详情也将在Physical Review Letters期刊的网站上发布。

“试想把地球浸入蜂蜜里，当地球旋转时，周围的蜂蜜也会随着产生漩涡，而时空也一样。”弗朗西斯.埃佛瑞（Francis Everitt），GP-B项目的首席科学家，斯坦福大学教授这样解释道，“GP-B证实了爱因斯坦相对论中对宇宙的两个重要预言，对天体物理学的研究产生了深远的影响。同样地，这个项目背后的技术创新也是地球和空间研究的宝贵财富。”

图显示了黑洞周围的高度扭曲的时空

GB-P项目也是NASA历史上运行最久的项目之一，自从1963年秋天起，这个项目的早期准备就已经开始。随后几十年来技术的突破性发展，使得人们能够控制环境扰动对航天器的影响，如空气阻力，磁场和热的变化等。此次的陀螺仪和天体追踪器采用了有史以来最精确的设计和制作工艺。

此次试验中的GB-P使用了能够使飞机自主降落的GPS技术，其他相关的技术被应用于了NASA的其他研究，如宇宙背景探测任务，该测量能证实大爆炸理论的基础，并使NASA物理学家约翰.马瑟（ John Mather）获得了诺贝尔奖。

GP-B于2010年12月完成了数据采集和运行等工作并退役。NASA的高级天体物理学家和程序科学家比尔.丹奇表示，“将来进一步对爱因斯坦广义相对论的证实，需要采用比此次GP-B更加精确的测量设备.