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【 明 報 專 訊 】 經 過 45 年 醞 釀 和 開 發 ， 耗 資 7.5 億 美 元 的 美 國 「 引 力 探 測 器 Ｂ 」 衛 星 ， 周 二 下 午 從 加 州 范 登 堡 空 軍 基 地 成 功 升 空 ， 其 任 務 是 以 歷 來 最 精 密 的 天 文 觀 測 方 法 ， 驗 證 愛 因 斯 坦 1916 年 提 出 的 廣 義 相 對 論 （ general theory of relativity ） 。

廣 義 相 對 論 認 為 ， 引 力 是 因 質 量 的 存 在 而 引 起 的 時 空 彎 曲 ， 引 力 場 的 存 在 會 改 變 時 空 幾 何 學 規 則 ， 時 間 和 空 間 是 不 可 分 割 的 四 維 整 體 。 與 牛 頓 經 典 力 學 理 論 相 比 ， 廣 義 相 對 論 代 表  人 類 時 空 觀 的 革 命 。

研 究 星 體 令 時 空 扭 曲 假 設

「 引 力 探 測 器 Ｂ 」 將 驗 證 廣 義 相 對 論 的 兩 項 重 要 預 測 。 具 體 說 ， 就 是 時 間 和 空 間 不 僅 會 因 地 球 、 星 體 、 黑 洞 等 大 質 量 物 體 的 存 在 而 彎 曲 ， 大 質 量 物 體 的 旋 轉 還 會 拖 動 周 圍 時 空 結 構 發 生 扭 曲 。 這 兩 項 預 測 分 別 被 稱 為 「 短 程 線 效 應 」 和 「 慣 性 系 拖 曳 效 應 」 。

有 關 計 劃 的 科 學 家 打 比 喻 解 釋 說 ， 如 果 把 時 空 結 構 想 像 為 一 張 平 坦 的  單 ， 把 地 球 等 大 質 量 物 體 看 成 是 一 個 保 齡 球 ， 那 麼  單 會 因 保 齡 球 的 放 入 而 凹 陷 下 去 ， 所 謂 「 短 程 線 效 應 」 可 以 如 此 簡 單 理 解 。 而 所 謂 「 慣 性 系 拖 曳 效 應 」 ， 則 有 點 像 把 一 個 橡 皮 球 放 入 盛 滿 糖 漿 的 大 碗 ， 橡 皮 球 （ 大 質 量 物 體 ） 的 轉 動 ， 會 帶 動 糖 漿 （ 時 空 結 構 ） 跟  一 起 運 動 。

「 引 力 探 測 器 Ｂ 」 衛 星 將 主 要 在 距 離 地 球 約 640 公 里 的 極 地 軌 道 上 運 轉 ， 採 用 4 個 超 高 精 度 的 回 轉 儀 ， 測 量 地 球 自 身 質 量 及 自 轉 ， 給 回 轉 儀 所 處 時 空 造 成 的 彎 曲 和 扭 曲 效 應 。 開 始 時 ， 4 個 回 轉 儀 自 轉 軸 和 衛 星 上 的 一 台 望 遠 鏡 ， 將 同 時 對 準 一 顆 遙 遠 恆 星 。

鑑 於 理 論 假 設 ， 隨  時 間 推 移 ， 回 轉 儀 自 轉 軸 會 因 地 球 的 「 短 程 線 效 應 」 和 「 慣 性 系 拖 曳 效 應 」 而 分 別 發 生 偏 移 。 故 通 過 測 量 偏 移 情  ， 可 以 「 看 到 」 地 球 對 其 周 圍 時 空 到 底 產 生 了 什 麼 影 響 。

預 計 探 測 時 間 約 年 半

探 測 預 計 將 持 續 一 年 半 左 右 。 科 學 家 們 稱 ， 「 引 力 探 測 器 Ｂ 」 將 首 次 對 「 慣 性 系 拖 曳 效 應 」 進 行 直 接 驗 證 ， 其 對 「 短 程 線 效 應 」 的 測 量 結 果 誤 差 有 望 不 超 過 萬 分 之 一 ， 精 度 大 大 超 過 以 前 的 實 驗 結 果 。 美 國 太 空 總 署 認 為 ， 該 衛 星 的 探 測 結 果 將 會 幫 助 科 學 家 加 深 對 宇 宙 基 本 結 構 的 理 解 ， 更 清 楚 地 看 到 物 理 世 界 與 引 力 理 論 之 間 的 聯 繫 。

新 華 社 / 路 透 社

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