互动科普

重力与光线赛跑

George Musser

你已经很熟的事情，往往要证明起来时最难的。你怎么能确信你是在证明它，而不仅仅是在把自己的信念重复一遍呢？最近对爱因斯坦的广义相对论的验证（测量重力场变化的传播速率）正是如此。假如太阳突然碎成无数片，那么这个速率就将决定在地球轨道错乱之前，人类还能有多少秒的活命

时间。在爱因斯坦的理论里，重力传播速度（以Cg表示）和光在真空中的传播速度（以C表示）是严格相等的。

瞧，这正是一对物理与天文学家二人组合在今年1月的美国天文学会大会上宣布的。他们总结说，这证明爱因斯坦又对了，然而大部分的相对论学者对此还是表示怀疑。美国加州大学戴维斯分校的Carlip说：“这是一次漂亮的实验，再一次验证了广义相对论的正确，可是它是不是真的在测量重力传播速度，还很难说。”

实验是由美国密苏里大学Kopeikin和美国国家射电天文台的Fomalont共同设计的，没有人对实验的基本设置表示怀疑。实验要研究的是，地球附近的天体对遥远星球传过来的光线有何影响。按理说，地球附近的天体会使光线发生弯曲，因而使远处天体的影像发生暂时的移动。在1919年那次著名（也许有争议）的观测中，英国天文学家爱丁顿就测量到太阳使星光发生了偏转。而在10年前，人类就已经运用高精度射电天文学，特别是“甚长基线干涉仪”（very long baseline interferometry，将相距遥远的多个射电碟形天线连接，构成一个相当于地球大小的望远镜），使观测到了木星导致的光线微小偏转。

从那以后，射电干涉仪的精度提高了10倍。于是，Kopeikin和Fomalont决定更进一步：不仅要观测静态天体引起的光线弯曲，还要观测由该天体的运动所引起的相对论效应，

但是其他学者，特别是美国华盛顿大学的M. Will，却是从相对论的不同角度来解释的。

这些争议很难解决。大部分学者倾向Will的说法。

【何毓嵩/译 曾少立/校】