經(jīng)過(guò)45年醞釀和開(kāi)發(fā)，耗資7億美元的美國(guó)“引力探測(cè)器B”衛(wèi)星20日下午從加州范登堡空軍基地成功升空，它的使命是以前所未有的精度對(duì)愛(ài)因斯坦1916年提出的廣義相對(duì)論進(jìn)行驗(yàn)證。 　　廣義相對(duì)論認(rèn)為，引力是因質(zhì)量的存在而引起的時(shí)空彎曲，引力場(chǎng)的存在會(huì)改變時(shí)空幾何學(xué)規(guī)則，時(shí)間和空間是不可分割的四維整體。與牛頓經(jīng)典力學(xué)理論相比，廣義相對(duì)論代表著人類時(shí)空觀的革命。 　　“引力探測(cè)器B”將對(duì)廣義相對(duì)論的兩項(xiàng)重要預(yù)測(cè)進(jìn)行驗(yàn)證。具體說(shuō)，就是時(shí)間和空間不僅會(huì)因地球等大質(zhì)量物體的存在而彎曲，大質(zhì)量物體的旋轉(zhuǎn)還會(huì)拖動(dòng)周圍時(shí)空結(jié)構(gòu)發(fā)生扭曲。這兩項(xiàng)預(yù)測(cè)分別被稱為“短程線效應(yīng)”和“慣性系拖曳效應(yīng)”。 　　按照參與該項(xiàng)目的科學(xué)家們的通俗比喻，如果把時(shí)空結(jié)構(gòu)想象為一張平坦的床單，把地球等大質(zhì)量物體看成是一個(gè)保齡球，那么床單會(huì)因保齡球的放入而凹陷下去，所謂“短程線效應(yīng)”可以如此簡(jiǎn)單理解。而所謂“慣性系拖曳效應(yīng)”，則有點(diǎn)像把一個(gè)橡皮球放入盛滿糖漿的大碗，橡皮球或者說(shuō)大質(zhì)量物體的轉(zhuǎn)動(dòng)，會(huì)帶動(dòng)糖漿或者說(shuō)時(shí)空結(jié)構(gòu)跟著一起運(yùn)動(dòng)。 　　“引力探測(cè)器B”衛(wèi)星主要采用4個(gè)超高精度的陀螺儀，來(lái)測(cè)量地球自身質(zhì)量以及自轉(zhuǎn)給陀螺儀所處時(shí)空造成的彎曲和扭曲效應(yīng)。衛(wèi)星將主要在距離地球約640公里的極地軌道上運(yùn)轉(zhuǎn)，其探測(cè)預(yù)計(jì)將持續(xù)一年半左右。在探測(cè)開(kāi)始時(shí)，4個(gè)陀螺儀自轉(zhuǎn)軸和衛(wèi)星上的一臺(tái)望遠(yuǎn)鏡方向同時(shí)對(duì)準(zhǔn)一顆遙遠(yuǎn)恒星。按照理論假設(shè)，隨著時(shí)間推移，陀螺儀自轉(zhuǎn)軸會(huì)因地球的“短程線效應(yīng)”和“慣性系拖曳效應(yīng)”而分別發(fā)生偏移。通過(guò)測(cè)量偏移情況，就可以“看到”地球?qū)ζ渲車鷷r(shí)空到底產(chǎn)生了什么樣的影響。 　　這種影響將是非常細(xì)微的。科學(xué)家們說(shuō)，由“慣性系拖曳效應(yīng)”導(dǎo)致的陀螺儀自轉(zhuǎn)軸偏轉(zhuǎn)，其角度之小，就好比是從400米遠(yuǎn)之外去看人的一根頭發(fā)絲。為了測(cè)出這種微小的效應(yīng)，“引力探測(cè)器B”衛(wèi)星采用了很多最尖端的技術(shù)。以4個(gè)乒乓球大小的陀螺儀為例，它們由石英制成，經(jīng)過(guò)了精心打造，號(hào)稱目前人類制造出的最完美、最圓的球體。這些陀螺儀表面如此光滑，以致于CD光盤(pán)和它們相比表面粗糙得就像一張砂紙。為了提供一個(gè)近乎理想的時(shí)空參照系，這些陀螺儀必須不受任何外力影響，它們以電懸浮方式保持在真空狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)，每分鐘轉(zhuǎn)速可達(dá)1萬(wàn)次。安置陀螺儀的容器被置于接近絕對(duì)零度的環(huán)境下，外面還有4層鉛保護(hù)層。 　　科學(xué)家們稱，“引力探測(cè)器B”將首次對(duì)“慣性系拖曳效應(yīng)”進(jìn)行直接驗(yàn)證，其對(duì)“短程線效應(yīng)”的測(cè)量結(jié)果誤差有望不超過(guò)萬(wàn)分之一，精度大大超過(guò)以前的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。美國(guó)宇航局的一份新聞公報(bào)認(rèn)為，該衛(wèi)星的探測(cè)結(jié)果將會(huì)幫助科學(xué)家加深對(duì)宇宙基本結(jié)構(gòu)的理解，更清楚地看到物理世界與引力理論之間的聯(lián)系。 　　美國(guó)斯坦福大學(xué)的3名科學(xué)家1959年最早在一個(gè)游泳池邊萌發(fā)了有關(guān)“引力探測(cè)器B”的想法。1958年成立的美國(guó)宇航局1964年正式開(kāi)始對(duì)這一計(jì)劃進(jìn)行資助。40多年來(lái)，“引力探測(cè)器B”命運(yùn)多舛，因技術(shù)、經(jīng)費(fèi)等問(wèn)題多次面臨下馬的境地，其間用于探測(cè)引力對(duì)時(shí)間的彎曲效應(yīng)的“引力探測(cè)器A”計(jì)劃早在1976年就得到實(shí)施。幾十年中，圍繞“引力探測(cè)器B”共產(chǎn)生了約100篇博士論文。這一美國(guó)宇航局歷史上耗時(shí)最長(zhǎng)的探測(cè)計(jì)劃最終付諸實(shí)施，使幾代科學(xué)家夢(mèng)想成真。“引力探測(cè)器B”現(xiàn)任首席科學(xué)家、斯坦福大學(xué)教授埃弗里特首次接觸該計(jì)劃時(shí)僅28歲，如今已是年過(guò)花甲。