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广义相对论预测“时空拖曳”效应,通过史上最严格检验

2026-7-14 寰宇科学

自1915年发表以来,爱因斯坦广义相对论已通过日食、行星轨道、脉冲星、重力波等无数严苛实验挑战。近日,中国科学院物理学家IgnazioCiufolini团队针对“参考系拖曳(frame-dragging)”进行史上最精确测量,结果显示爱因斯坦理论对重力的描述依然完美吻合观测结果。

根据广义相对论预测,一个具备质量的物体处于转动状态会拖曳周围时空,这种现象被称为参考系拖曳(Frame-dragging),虽然地球自转引起的参考系拖曳效应极微弱,但仍可精确追踪人造卫星轨道变化来侦测。

为捕捉此现象,中国科学院物理学家IgnazioCiufolini领导的国际团队结合LARES-2卫星、LAGEOS卫星、重力回溯及气候实验卫星(GRACE)数据,选择将非重力影响降至最低的特定轨道,并精细计算排除日月潮汐作用造成的轻微影响。

经过3年观测分析,团队成功区分背景杂讯与参考系拖曳效应讯号,精准度比过往测量结果高约1个数量级,且是迄今为止对广义相对论“旋转质量拖曳时空”预测最精准的验证结果。

简单来说,广义相对论再度通过极严苛检验,仍是目前解释重力现象最可靠理论,回圈量子重力(LQG)、修正牛顿动力学(MOND)想踢馆广义相对论没那么容易。

新论文发表在《自然》(Nature)期刊。