夏皮罗的时间放大效应证实了 爱因斯坦相对论

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人们可能会对相对论的反应与困惑有几种原因. 很难想象爱因斯坦所描述的想法 — — 例如,大规模能量曲速空间时的存在,特别是考虑到几乎不可能证明这种变形的事实。

爱因斯坦的理论指出,更大的物体会产生更大的变形. 这反过来意味着光可以视其路径中的物体而减速. 1964年,天体物理学家伊尔温·沙皮罗(英语:Irwin Shapiro)得以在宇宙尺度上测试这一理论.

最初,夏皮罗的实验涉及观测远方恒星以及其它物体在与它们相互作用时如何变化.

例如,一颗恒星通过远处与太阳交汇点,是否会在太阳经过其前面的空间时随机移动? 当恒星的光线朝太阳移动时,视觉效应将是我们的恒星在所谓的半轨道上移动——就像在旋风池中的船一样——并最终继续走新的轨道。 这个轨迹会与地球相交, 似乎恒星处于一个完全不同的地方, 不是我们第一次观测的地方。

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但这种计算涉及许多变量,因此很难观察到这种对远方恒星的影响 — — 毕竟望远镜的能力并不是无限的。 夏皮罗想出了一个新的方法来测试这个想法. 他向金星和水星发射雷达信号 追踪信号返回地球的时间 沙皮罗连续数天这样做:由于行星不挂在空间静止处,实验的位置不同:信号受到行星和太阳的重力影响. 信号必须沿着弧线行走才能到达所有物体越大,返回的时间就越长。 仅仅需要计算延迟时间,从而确认相对论。

延迟只有200微秒,但已经足够了。 这意味着太阳的质量确实推迟了光返回地球。

夏皮罗的实验,又称引力信号延迟,后来又经过数十次试验. 随着技术的不断完善,科学家们现在获得了更准确的结果. 这是证明爱因斯坦相对论一般理论的经典例子之一.