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宇宙:カッシーニ探査機との無線リンクを用いた一般相対性理論の検証

Nature 425, 6956 doi: 10.1038/nature01997

一般相対性理論によれば光子は、任意の質量によって作られる時空の曲率によって屈曲し、遅延する。屈曲と遅延は、γ+1に比例し、パラメータγは一般相対性理論では1であるが、ニュートンの重力モデルでは0である。γ−1の値は、重力が単なる幾何学的効果ではなく、他の場によって影響を受ける程度を評価する尺度となる。このような場は、初期宇宙に強く影響を及ぼした可能性があるが、今では弱まり、ごく小さいけれどもまだ検出可能な影響をもたらしているかもしれない。いくつかの実験は、太陽によって引き起こされる光子の屈曲と遅延に対する予測を約0.1%の精度で確認した。本論文では、カッシーニ探査機を往復する電波光子が太陽の近傍を通過したときの、電波光子の振動数変化の測定について報告する。我々の結果である、γ=1+(2.1±2.3) ×10−5は、いくつかの宇宙論モデルで理論的に期待されるずれのレベルに到達する感度で、標準的な一般相対性理論の予測と一致する。

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