欧洲金属球卫星将检验爱因斯坦广义相对论
时间:2017-12-08

   欧洲金属球卫星将测试爱因斯坦的广义相对论

  激光相对论卫星(LARES)正在法属圭亚那南部的库鲁航天中心进行最后的准备工作

  北京时间2月15日消息,据国家地理网站报道,2月13日,欧洲编织火箭首次成功发射。最重要的是,一个低成本的探测卫星被设计用于验证爱因斯坦的广义相对论,尽管成本只是其中的一小部分,据说比美国宇航局早些时候的研究准确得多。

  2000年中期,经过40多年的艰苦研究和发展,美国斯坦福大学研制的8亿美元的B型探测器B卫星发现惯性架拖曳。这是爱因斯坦的理论所预言的,地球的时空结构被地球自转扭曲的现象,但由于技术上的问题,美国宇航局的探测计划精确度只有20%左右。

  以意大利为首的新型卫星仅耗资约一千万美元,但希望大大提高观测的准确性。来自意大利Salento大学的Ignazio Ciufolini是这个勘探项目的负责人,他说:“如果我们能够达到1%的准确度,我相信我们可以达到,那么我们将能够提高以前引力的检测精度检测器B一个数量级。

  被称为激光相对论卫星的LARES探测器是在北京时间18:00在法属圭亚那当地时间7点发射的,该探测器落在Vega火箭上。现在卫星在轨,将在未来几年不断发回惯性拖航测量数据。

  美国印第安纳大学的理论物理学家艾伦·科斯特莱基说:“如果LARES卫星能够达到观测的精确度,这将给出一个很好的相对论证明。

  有助于验证金属球的相对性

  LARES基本上是一个球体,主体是坚固的金属球,由金属钨制成,重362公斤,直径只有35.5厘米。球体外部衬有许多反射体,使得地基激光跟踪网络可以在毫米级的精确度的情况下跟踪其在轨道上的确切位置。

  探测器轨道与地球赤道之间存在一个夹角,根据爱因斯坦理论的计算,Seflini小组认为由地球自转引起的惯性阻力效应会导致微小的进动卫星的轨道。这是由于卫星在空间和时间上与地球自转的影响。

  这种影响预计会造成一年内卫星轨道倾角偏离一百万分之一的误差,这意味着在大约一千万年后,由惯性拖曳效应引起的误差将导致卫星整个地球周围的轨道翻转着。除了这个观点之外,在一年之内会发生大约4米的卫星误差。这个误差可以通过地面激光测量和监测系统准确测量,误差小于1%。

  不能阻止广义相对论的考验

  LARES卫星的大质量使其对地球的大气阻力效应不敏感,大气阻力本身是非常微弱的,因为它运行在高于地面1450公里的高轨道上,太阳能压力也很小,几乎可以忽略不计。

  其他因素,如地球本身不是一个理想的球体,事实上会导致卫星更大的进动,这会使卫星的轨道轨道移动三年左右。然而,研究人员将使用各种数据分析技术,并参考之前任务的数据来滤除由于惯性拖曳效应而导致的背景数据误差。

  爱因斯坦的广义相对论仍然可以通过本轮测试,但是科学家们认为广义相对论将不可避免地失败,但是在量子理论发挥作用的微观尺度上,当然科学中的很多东西仍然无法作出非常积极的断言。

  塞福尼说:在过去的一百年里,爱因斯坦的广义相对论已经经历了无数的实验测试,但这并不意味着我们应该停止这样的测试。

  国家地理网站相关报道(英文)

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