的地方时，频率都要变低一些。在相反情
2 .
cR .
况，则要变高一些。
1960年以后，在地面实验室中定量地检验了引力红移理
论。庞德（
Pound）等人在一个
22.6米高塔的底部放一个
57Co的γ光源，在塔顶放一个
57Fe的接收器。这种穆斯堡尔实
验
(1)装置的频率稳定性可以高达
10-12。这时，当
57Co所发射
(1)
当原子核中发射
γ射线时，由于存在原子核的反冲，所以
γ射线的能量
总要比跃迁的能级小一些。因此，这种
γ射线不能再被该对能级共振
吸收。为了克服反冲的影响，穆斯堡尔把发射的原子核嵌在大块的晶体
中，这样，由于反冲质量大大增加，从而降低了由于反冲引起的
γ射线能
量降低，使上述共振吸收成为可能。
·85·
的γ射线到达顶部时，将发生一微小的红移。他们的测量结果
的γ射线到达顶部时，将发生一微小的红移。他们的测量结果
实验值，是
0.997 ± 0.008。
理论值
光线弯曲
一切物体在引力场附近时，都不可能走直线，因为引力的
作用要使它们的轨道偏向引力源。根据等效原理可以判断，
光在引力场中传播时，也会有类似的现象。因为，如果光的运
动形态与其它物体不一致，那么，我们就找不到一个爱因斯坦
电梯，能够在物体运动中以及在光的运动中同时消除引力的
作用。所以，要求存在能消除引力的局部惯性系，就能推断光
线在引力场中传播时一定要发生弯曲。
一束通过太阳表面附近引力场的星光，偏转角只有
1.″75，当没有太阳时，星光以直线传到我们的地球，但当太阳
出现在星体与地球之间时，光线发生弯曲，我们将看到星体的
位置移动到虚线的方向，即如图
8-4所示。
图
8-4 当太阳出现在星体与地球之间时，星光就会发生弯曲
1919年爱丁顿领导的观测队，第一次定量地证实了光线
弯曲的预言。在那年的
5月
29日，他们在西非的普林西比岛
上拍摄了日全食时太阳附近的星空照片，然后与太阳不在这
·86·
个天区时的星空照片相比较，即可求出光线弯曲的数值，结果
与理论预言相当好地符合。
1919年以后，几乎每逢有便于进行观测的日全食时。各
国的天文学家都要做这个光线弯曲的实验。下表中列出各次
观测的主要结果。
日全食日期地点观测值
1919.5.29 巴西 l.″98±0.16
1919.5.29 普林西比 1.″61±0.40
1922.9.21 澳大利亚 1.″72±0.15
1929.5.9 苏门答腊 2.″24±0.10
1936.6.19 苏联 2.″73±0.31
1936.6.19 日本 1.″28±2.13
1947.5.20 巴西 2.″01±0.27
1952.2.25 苏丹 1.″70±0.10
1973.6.30 毛里塔尼亚 1.″60±0.18
图
8-5 射电源
0116＋08，0111＋02及
0119＋11和太阳的位置示
意图（当太阳通过射电源
0116＋08附近时，根据观察到的三个射
电源之间位置的相对变化，可测出光线在引力场中弯曲的数值）
·87·
近年来射电天文学的定位技术大大提高，分辨率超过了
光学。因此检验光线弯曲的精度也大大提高了。可巧，每年
三、四月间太阳要在射电源
0116＋08附近通过一次（见图
8-5）。 0116＋08与
0119＋11及
0111＋02三个射电源几
乎构成一条直线。而当太阳通过
0116＋08附近时，它们的
相对位置将要发生变化。用这种方法得到的光线弯曲值是
1.″775±0.″019。
雷达回波的延迟
1964年，夏皮罗等提出了一个光在引力场中传播的新
的可以检验的效应。
夏皮罗从地球上利用雷达发射一束电磁波脉冲，这些电
磁波到达其它行星之后，将发生反射，然后再回到地球，被雷
达接收到。我们可以测出来回一次的时间，并对比两种不同
的情况，一种是电波来回的路程远离太阳。这时太阳的影响可
以不计；一种是电波来回的路程要经过太阳附近，受到引力场
的作用。后一种情况的回波要比前者延迟一些，这就是太阳
引力场造成的传播时间的加长，或叫做雷达回波的延迟。例
如，地球与水星之间的雷达回波最大延迟时间可达
240微秒。
为了避免由于行星表面的复杂因素的影响，也有人用人造天
体作为雷达信号的反射靶进行实验。
下页的表中列出雷达回波延迟的观测结果和它们的理论
预言：
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实验日期实验日期反射天体工作波长观测值／理论值
1966.11—1967.8 Haystack 金星，水星
3.8厘米 0.9
1967—1970
Haystack
Arecibo
金星，水星
3.8厘米
7.0厘米
1.015
1969.10—1971.1
Deep space
Network
水手
6号
水手
7号
14厘米 1.00
两方面的符合同样是令人非常满意的。
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