公共基礎(chǔ)知識科技:廣義相對論實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

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1915年11月25日，愛因斯坦把題為“萬有引力方程”的論文提交給了柏林的普魯士科學(xué)院，完整地論述了廣義相對論。在這篇文章中他不僅解釋了天文觀測中發(fā)現(xiàn)的水星軌道近日點(diǎn)移動之謎，而且還預(yù)言：星光經(jīng)過太陽會發(fā)生偏折，偏折角度相當(dāng)于牛頓理論所預(yù)言的數(shù)值的兩倍——只有在日全食期間觀測。愛因斯坦籌備經(jīng)費(fèi)，天文學(xué)家弗羅因德利希去克里米亞進(jìn)行觀測，不巧，德國對俄國宣戰(zhàn)，弗羅因德利希被懷疑是間諜，扣押至8月底，那是他和他的小組與德國扣押的俄國高級軍官做了交換。

1919年5月25日的日全食給人們提供了一次觀測機(jī)會。英國人愛丁頓奔赴非洲西海岸的普林西比島，進(jìn)行了這一觀測。11月6日，湯姆遜在英國皇家學(xué)會和皇家天文學(xué)會聯(lián)席會議上鄭重宣布：得到證實(shí)的是愛因斯坦而不是牛頓所預(yù)言的結(jié)果。他稱贊道“這是人類思想史上最偉大的成就之一。愛因斯坦發(fā)現(xiàn)的不是一個小島，而是整整一個科學(xué)思想的新大陸。”泰晤士報以“科學(xué)上的革命”為題對這一重大新聞做了報道。消息傳遍全世界，愛因斯坦成了舉世矚目的名人。廣義相對論也被提高到神話般受人敬仰的寶座。

從那時以來，人們對廣義相對論的實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)表現(xiàn)出越來越濃厚的興趣。但由于太陽系內(nèi)部引力場非常弱，引力效應(yīng)本身就非常小，廣義相對論的理論結(jié)果與牛頓引力理論的偏離很小，觀測非常困難。七十年代以來，由于射電天文學(xué)的進(jìn)展，觀測的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)突破了太陽系，觀測的精度隨之大大提高。特別是1974年9月由麻省理工學(xué)院的泰勒和他的學(xué)生赫爾斯，用305米口徑的大型射電望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行觀測時，發(fā)現(xiàn)了脈沖雙星，它是一個中子星和它的伴星在引力作用下相互繞行，周期只有0.323天，它的表面的引力比太陽表面強(qiáng)十萬倍，是地球上甚至太陽系內(nèi)不可能獲得的檢驗(yàn)引力理論的實(shí)驗(yàn)室。經(jīng)過長達(dá)十余年的觀測，他們得到了與廣義相對論的預(yù)言符合得非常好的結(jié)果。由于這一重大貢獻(xiàn)，泰勒和赫爾斯獲得了1993年諾貝爾物理獎。

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