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科技日报:专家揭秘大日食背后的科学命题
2009-07-22 科技日报 钱炜 唐婷

  90年前,英国天文学家爱丁顿在日全食期间观测到太阳背后恒星光线的弯曲,使爱因斯坦的广义相对论一举战胜牛顿的“绝对时空”论,从而开辟了物理学的新时代。

  由日食成就的这段科学佳话至今仍被人津津乐道。而面对22日发生的日全食,科学家们又会带来怎样令人激动的新发现?

  射电观测:就算云层较厚,也不影响

  为了这次500年一遇的日全食,国内天文学界早在一年前就开始了准备工作。用国家天文台副台长王宜的话说:“日食常有,但能让国内有观测机会的日全食,却少有。”他告诉记者,自新中国成立以来,对日全食的大规模科学观测至今只有3次,分别是在1980年、1997年和去年。“前面两次相隔的时间太长,以至于去年我们观测的时候,仪器都需要重新制作和准备。今年的观测则在去年的基础上,对仪器做了改进。”

  此刻身在浙江海宁的王宜介绍说,去年在甘肃金塔的日食观测,一共包含10个课题,主要在光学、射电和引力等领域。今年在此基础上,增加了位于上海的25米射电望远镜观测和在浙江安吉县天荒坪的白光日冕观测。射电观测主要是通过监测无线电波的变化,来了解高空电离层在日食发生时的瞬间变化,就算明天上海云层较厚,看不到日食,也不影响这个项目的观测。

  重力异常:测出来,将对万有引力定律形成挑战

  有关日食的第一大谜团就是重力异常问题。早在半个世纪前,就有外国科学家发现,在日食时,地球的引力会发生异常变化,并且用万有引力定律和广义相对论都无法解释。我国科研人员也分别在2001年赴赞比亚和2007年在漠河观测时,都监测到了这一现象。如果重力异常现象确实存在,将对现有的重力理论形成挑战。

  但王宜对此表示了谨慎的怀疑。他告诉记者,引力场是四大作用力场中最弱的作用力,对监测仪器的灵敏度和精确度都要求很高,且数据的获得很难。其次,国内科学家的两次观测,也不排除有偶然或者干扰因素,如周围人流、车流等。因此,必须在同一地点,用同样的仪器反复多次进行观测,才能得出数据。

  “根据目前的所有资料,我们还不能肯定重力异常的存在,这需要更多可靠的观测数据支持。”王宜如是说。

  作为当年漠河日食引力观测的总指挥,中科院地球物理所的汤克云教授这次前往上海,坐镇指挥本次日食的引力观测。据他介绍,他们在上海、浙江的杭州和湖州设了3个点来进行观测,“从20日下午将一直持续到23日中午”。

  汤克云承认在漠河的观测确实无法排除很多外界因素的干扰,“当时我们是在一栋楼的平顶上进行观测的,只有两台仪器。不过这一次的条件有了很大改善:动用了7台进口的重力仪和4台数据采集仪,还有由河南地震局帮助建立的两个单摆,观测是在3个山洞里的标准重力测量平台进行。这个平台其实就是个石墩,其底部与地球的基岩相连,因此可以保证观测的准确性。”

  “如果这次再测出有异常的话,就应该可以肯定日食期间重力异常现象的存在。”汤克云说,“这将是对牛顿万有引力定律的一次不大不小的修正。”

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