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广义相对论再获验证!迄今最精准太阳光谱测量指示引力红移效应

广义相对论由闻名物理学家阿尔伯特爱因斯坦于1916年终究创建,以为质量巨大的物领会构成时空歪曲,从而构成咱们所熟知的“引力”,比方,咱们把太阳系比作一个平面,太阳所构成的时空歪曲就好比是在一张四个角被…

广义相对论由闻名物理学家阿尔伯特爱因斯坦于 1916 年终究创建,以为质量巨大的物领会构成时空歪曲,从而构成咱们所熟知的 “引力”,比方,咱们把太阳系比作一个平面,太阳所构成的时空歪曲就好比是在一张四个角被拉住、悬在空中的桌布中心放置一个篮球,致使桌布中心下陷,而太阳系内的行星则好比是在这张桌布上,按离洼陷中心的间隔沿一些设计好的圆周运动轨迹的切线发射一些带质量的小球,这些小球在发射后便会绕洼陷中心进行圆周运动。

图 | 广义相对论空间歪曲发生引力的艺术设想图。

爱因斯坦在广义相对论中预言,咱们物体的质量满足巨大,那哪怕是光线也会在经过当时因严峻的时空歪曲而被歪曲光路,而咱们真是这样,咱们在地球上便能观测到所谓的 “爱因斯坦穿插” 现象,该现象是引力透镜效应的代表性观测之一,其实便是间隔咱们非常悠远的星系所宣布的光线,因传达途径上的时空歪曲而被歪曲,导致咱们在地球上能观测到 4 个不同的、该星系的图画。

而除了天体运动和爱因斯坦穿插现象,广义相对论其它广为人知的观测依据还有由太阳四周的时空歪曲所构成的水星轨迹的改变,以及一种被称作 “引力红移” 的现象,指的是太阳所宣布光线的光谱因受太阳引力影响而往红光及红外方位移动。

引力红移效应对地理观测和导航系统的影响巨大,咱们不将其归入核算,卫星导航系统很可能就会因核算犯错而无法为地上人员供给牢靠的服务,但尽管如此,学界对 “咱们是否真能从太阳的光谱剖析中发现引力红移” 这一问题还一向没有结论。依据爱因斯坦于 1920 年做出的理论预期,太阳光谱中的红移仅约为红光波长的百万分之二,这对现代地理学家们来说也是一个非常 “头疼” 的精度,但依据一篇近来宣布在《地理及天体物理学》上的研讨,加拿大的一组研讨人员再一次改写了太阳光谱引力红移效应的丈量精度,以为太阳光谱中的引力红移效应的确存在,在成果上再一次验证了广义相对论。

此次的研讨成果主要由高精度径速搜索器对从月球反射到地球的太阳光剖析取得。该搜索器于 2002 年被安装在欧洲南边地理台坐落智利的,口径为 3.6 米的一台望远镜上。HARPS 的主体被放置在一个真空容器中,内置两根光纤,一根用于搜集所观测到的星光,一根用于记载观测处的光谱信息,是现在欧洲南边地理台精度最高的行星搜索用光谱仪。

论文作者,加拿大 Instituto de Astrofísica de Canarias研讨员,Jonay González Hernández 说:“经过将 HARPS 的精度和激光频率梳用于太阳的光谱剖析,咱们已能高精度地丈量太阳光谱中‘铁元素’的光谱线,并以‘每秒个位数米’的精度验证引力红移效应。”

论文一起作者,IAC 主管 Rafael Rebolo 说:“尽管此次的研讨已是当时这一课题内的最高精度,但咱们咱们能将 HARPS 用在欧洲南边地理台更大口径的望远镜上,精度应该能比现在有进一步提高。”

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