「顯微鏡」衛星將驗證愛因斯坦等效原理

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「顯微鏡」衛星將驗證愛因斯坦等效原理

或開啟新的物理學領域

「顯微鏡」衛星效果圖

科技日報北京5月2日電 （記者劉霞）據美國《基督教科學箴言報》報道，法國科學家最近發射了一顆衛星——「顯微鏡」（Microscope），將直接驗證愛因斯坦廣義相對論的重要組成部分——等效原理。研究人員表示，如果證明這一理論有誤，將拉開新物理學的序幕。

1907年，愛因斯坦提出等效原理。該原理指出，慣性質量同引力質量相等，也就是引力場對物體施加的作用，無法與加速運動產生的效果區分開來。愛因斯坦的一個思維試驗這樣解釋：設想一個人站在地球上的一個密封盒內，引力使他穩穩地站在地板上。現在，想像這個人處在同一個密封盒，只不過該密封盒在遠離任何行星且加速度剛好為9.8m/s2的火箭內，這位乘客仍可穩穩站在地板上。那麼，這個人並不知道自己究竟是在地球上，還是在加速運動的火箭上。

等效原理是廣義相對論的第一個基本原理。那麼，等效原理正確嗎?這就是法國發射的「顯微鏡」衛星的使命，該衛星已從法屬蓋亞那搭載俄羅斯「聯盟」號火箭進入太空。

「顯微鏡」衛星由法國國家航天研究中心（CNES）研製而成，其上攜帶兩個圓柱形物體：一個用金屬鈦製造；另一個用鉑銠合金製造。CNES在新聞發布會上表示：「在太空中，旋轉衛星上的這兩個物體將在長達數月內處於幾乎完美且持久的自由落體運動中，沒有在地球上可能受到的擾動影響，因此，我們能很精確地對它們的相對運動進行研究。」

如果愛因斯坦是正確的，那麼不管其組成如何，兩者的運動將會一樣。CNES稱：「如果兩者加速度不同，那麼等效原理將被推翻，這將撼動物理學的基礎。」

科學家們一直無法讓愛因斯坦的引力理論與粒子物理學標準模型統一起來。標準模型預測，廣義相對論會在非常小的尺度上失效，但迄今還沒有人觀察到這一現象。現在，「顯微鏡」衛星的觀測精度比迄今地球上進行的實驗提高了3個數量級。研究人員表示，任何違反愛因斯坦等效原理的情況均將開啟新的物理學領域。

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