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新的太阳光谱测量证实了爱因斯坦的广义相对论

时间:2022-09-29 23:22 来源:网络 作者: 迷吧

简介:由加那利天体物理研究所(IAC)领导的一个国际研究小组以前所未有的精度测量了太阳的引力红移,这是一种太阳光

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由加那利天体物理研究所(IAC)领导的一个国际研究小组以前所未有的精度测量了太阳的引力红移,这是一种太阳光谱中谱线频率的变化,这种变化是在光线从太阳的引力场逃逸到地球的过程中产生的。

这项工作验证了爱因斯坦广义相对论的一个预测,将发表在《天文学和天体物理学》杂志上。


广义相对论

阿尔伯特·爱因斯坦在1911年至1916年间发表的广义相对论引入了一个新的时空概念,它表明大质量的物体会导致时空扭曲,这种扭曲被认为是重力。

以这种方式,爱因斯坦的理论预测,例如,光在大质量物体附近以弯曲的路径传播,一个结果是对爱因斯坦十字的观察,这是一个遥远星系的四个不同图像,它位于一个更近的大质量物体后面,其光被它扭曲了。

广义相对论的其他众所周知的影响是观察到的水星轨道的逐渐变化,这是由于围绕“大质量”太阳的时空曲率,或者是引力红移,即由于太阳的引力场,太阳光谱中的线位移到红色。

重力红移对于全球定位系统等卫星导航系统来说是一个重要的影响,如果广义相对论没有被纳入方程,这些系统将无法工作。

这种影响取决于天体的质量和半径,因此即使它对太阳来说比对地球来说更大,但在太阳光谱中仍然很难测量。

1920年,爱因斯坦写道:“对于太阳,预测的理论红移大约是波长的百万分之二。

这种效应是否真的存在是一个悬而未决的问题,天文学家目前正在努力解决它。

对于孙来说,它的存在是很难判断的,因为影响是如此之小。

为了测量它,科学家们使用了从月球反射的太阳光谱的观测数据,这些数据是用高精度径向速度行星搜索器(HARPS)仪器使用激光频率梳的新技术获得的。

“结合HARPS仪器的精度和激光频率梳,我们已经能够高精度地测量太阳光谱中铁线的位置,”乔纳森·冈萨雷斯·埃尔南德斯解释说,他是IAC的Ramón y Cajal研究员,也是这篇文章的第一作者。

“这使我们能够验证爱因斯坦广义相对论的一个预测,即引力红移,精度仅为每秒几米。

“在8.2米的VLT望远镜上,用激光频率梳连接到浓缩咖啡光谱仪上的新测量方法,将使我们能够改进这些测量方法,”研究人员、IAC主任和这篇文章的合著者拉斐尔·里波罗补充道。

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