月球塵埃影響對廣義相對論的驗證［1］

在《對廣義相對論更精確的實驗檢驗》［2］一文中敘述了科學(xué)家們用發(fā)射激光到安置在月亮上的5個反射器來驗證等效原理從而間接檢驗廣義相對論的阿波羅(Apollo)測月計劃．

在此實驗中，微弱的光線是一個問題．以美國加州大學(xué)的墨菲(TomMurphy)為首的小組在新墨西哥州的ApachePoint天文臺進行這項實驗．他估計射向月亮的1017個光子只有一小部分被反射回地球大部分光子在它們往返月、地途中被地球大氣吸收或因未投射到置于月亮上的反射器而失落掉了．

兩年前，墨菲猜想塵埃問題可能是進一步影響實驗的因素:即使在地球大氣的條件完好的情況下，他感到所接收到的光子數(shù)仍較預(yù)期的少得多．小組還發(fā)現(xiàn)滿月時返回的光子數(shù)下降得更多，以致于笑談滿月是災(zāi)難，但這卻啟發(fā)了墨菲小組以新的思路，他們猜想是月球上的塵埃蒙落在反射器的鏡面上或是劃傷了鏡面．兩種情形都會增加鏡面對熱量的吸收．因此，在滿月時，投射在鏡面的陽光將使其溫度升高，變更它們的光學(xué)性質(zhì)，其結(jié)果降低鏡面的反射效率．

雖然月亮表面無大氣，微小隕石撞擊月面也會攪起塵埃．墨菲檢視了上世紀70年代以后的實驗數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，上述問題開始出現(xiàn)在1979年至1984年之間，此后越來越壞．然而，ApachePoint實驗仍能繼續(xù)進行，但對于用功率較低的激光進行此項實驗的其他小組，光子的消失則是較大的問題．從地球上不同的位置進行更多的測量將有助于改善實驗結(jié)果．

墨菲小組的發(fā)現(xiàn)對天文工作者今后在月亮上建造望遠鏡也是一項警示．

1 ValerieJamieson，Dustymirrorsonthemoonobscuretestsofrelativity，NewScientist(2010 －02 －15)

2 物理通報，2005(3):10～12