科幻网9月15日讯(王秀霞) 等效原理是爱因斯坦广义相对论的一个关键原则。近日,为了测试等效原理是否科学,研究人员进行了一场非常严格的实验测试,不同以往,该次实验结果精度更高,更具有说服力。相关研究成果发布在《物理评论快报》上。

在研究引力方面,牛顿万有引力理论和爱因斯坦广义相对论广为人知。牛顿对行星运行进行研究,取得了巨大的成功,但仍存在一定局限性,无法解释所有现象,比如引力的产生原理。
在牛顿基础上,爱因斯坦提出了广义相对论。广义相对论是一种经典理论,它认为时空不仅是一个整体,还涉及动力学,只要有物质的存在,就会造成时空的弯曲,时空弯曲也会影响物体的运动。而等效原理则是爱因斯坦广义相对论最重要的基石。简单来说,等效原理回答了牛顿理论当中没有解答的问题,它认为引力质量和惯性质量是等效的。

为了测试等效理论,研究人员选取了一个重达300克的钛外圆柱体和一个402克的铂内圆柱体,并观察它们在长时间内的自由落体过程。在2016-2018年间,这些圆柱体被保护在一颗卫星内,如此一来,它们就能免受太阳风的冲击、阳光施加的微小压力以及轨道高度700多公里的残余大气的影响,实验结果也会更准确。
研究发现,这两个圆柱体在以近乎完美的自由落体绕地球运行,重力并未导致它们向彼此靠拢,这一现象完美验证了对等原则的正确性。
研究人员表示:“我们所看到的引力实际上是时空的曲率。任何物体都只是沿着地球时空的路径在移动,无论它是由致密的铂、较轻的钛还是任何其他材料制成的。爱因斯坦广义相对论虽然再次被证明是科学的,但我们这样的实验也是必不可少的。”
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