美国航天局5月4日发布消息称,该局2004年发射的“引力探测器B”卫星已经证实了爱因斯坦广义相对论的两项关键预测。

  广义相对论认为,引力是因质量的存在而引起的时空弯曲,引力场的存在会改变时空几何学规则,时间和空间是不可分割的四维整体。这一理论有两项重要预测,即时间和空间不仅会因地球等大质量物体的存在而弯曲,大质量物体的旋转还会拖动周围时空结构发生扭曲,这就是“短程线效应”和“惯性系拖曳效应”。

  按照科学家的通俗比喻,如果把时空结构想象为一张平坦的床单,把地球等大质量物体看成是一个保龄球,那么床单会因保龄球的放入而凹陷下去,这就是“短程线效应”。而“惯性系拖曳效应”有点像把一个橡皮球放入盛满糖浆的大碗,橡皮球或者说大质量物体的转动,会带动糖浆或者说时空结构跟着一起运动。

  “引力探测器B”的主要装备是4个超高精度的回转仪。当“引力探测器B”在距离地球约640公里的极地轨道上开始运转时,4个回转仪自转轴同时对准遥远恒星——IM Pegasi。如果地球引力不影响时间和空间,那么回转仪自转轴将一直指向初始方向。实际观测结果是,受地球引力拖曳,回转仪自转轴方向发生了可测量的细微偏移,从而证实了爱因斯坦的理论。