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引力場傳播速度(即引力的速度)的測定實驗
送交者: pzzdm 2010年01月22日07:04:25 於 [教育學術] 發送悄悄話

引力傳播速度和光速相等(2003年老新聞,zt)

兩位科學家在美國天文學會2003年年會上提出,他們通過對木星遮掩類星體進行的一項觀察研究顯示,引力的傳播速度和光速一樣快。

  測定引力傳播速度對於統一物理學的兩大支柱——廣義相對論和量子力學——非常重要。這次的引力測量雖然沒有精確到能夠確認或者排除某種理論,但是證實了大部分研究者的想法。

  美國密蘇里大學的理論物理學家Sergei Kopeikin說,愛因斯坦的相對論僅在引力傳播的速度與光速相同的假設下才成立,而後者至今仍然只是一個假設。1999年,Kopeikin根據愛因斯坦的理論計算了運動物體的引力場如何扭曲無線電波和光的路徑,引力的傳播速度可以通過這些效應來檢驗。

  2002年9月8日,測量的機會出現了:木星從一個遙遠的類星體J0842前面經過。類星體被認為是遙遠星系中心的黑洞,它發射強烈的射電波(也就是無線電波,天文學中稱為射電波)。木星遮掩類星體的機會每十年才會出現一次,木星的引力會使類星體的射電波彎曲,從而使從地球上看去類星體在天空中的位置發生改變。Kopeikin預測,如果引力的速度是無限的,在木星經過時,類星體的軌跡是一個正圓。如果引力作用的速度是有限的,這個正圓就變成了橢圓。不過這個改變非常小,相當於測量遠在月球上的一枚硬幣。






  為了能夠進行觀測,Kopeikin和他的同事弗吉尼亞州Charlottesville美國國家射電天文台的Edward Fomalont使用了美國和德國的射電望遠鏡網絡。多個望遠鏡可以聯合起來象一台巨大的儀器一樣工作,這種技術稱為干涉技術,通過比較在不同位置接受到的信號的差異,可以以令常人難以想象的精度確定類星體的位置。






  物理學家們正在尋找對廣義相對論的細微的偏差,這可能提供如何將廣義相對論和量子理論統一的線索。例如,某些理論家認為,存在維數多於四維的時空,因而引力可以通過某種更快的路徑加速。對引力速度的測量,有助於減少這些理論的不確定性。

  西雅圖的華盛頓大學物理學家Craig Hogan說,目前就下結論為時過早,目前的實驗結果和不足以動搖任何一種理論。Hogan還說,其他的更為精確的實驗將有助於確定引力速度。
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