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给王亚平同志测量质量的一点建议 精选

已有 7931 次阅读 2013-6-22 21:47 |系统分类:科研笔记| 太空站, 测量质量

科学网、国家天文台张承民教授、北京大学焦维新教授

并转神州十号指令长聂海胜同志、宇航员张晓光、王亚平同志:

 

认真并反复观看了王亚平、聂海胜、张晓光等三位宇航员在天宫一号的授课和演示,十分成功,热烈祝贺。水膜变水球和太空陀螺都十分精彩,质量测量项目的物理意义最为重大。

 

一点建议:

王亚平同志是基于牛顿第二定律来实现质量测量的,就是说,她测到的是‘惯性质量’。‘惯性质量与引力质量是否相等’是验证爱因斯坦广义相对论的重要实验之一,其中,最著名的是厄缶扭摆实验。

 

但是,厄缶以及后人所用的测试系统——扭摆系统都是固定于地球表面的,即测试系统是在与引力源(地球)保持静止的情况下获得了‘惯性质量与引力质量相等’的结论,普遍性不够。为了在一般情况下获得‘惯性质量与引力质量是否相等’的结论,应当在测试系统与引力源(地球)作相对运动的情况下完成‘惯性质量与引力质量是否相等’的实验。  天宫一号飞船围绕引力源——地球作加速运动,是一个很好的‘相对运动实验系统’,如能完成这一实验,意义重大。

 

这次太匆忙了,可能来不及, 留待神州十一号吧!

 

实验方法很简单:在建造新的太空站时,肯定也要配备一套测量宇航员体重的“质量测量仪”。请选择高精度“质量测量仪”。目前,测量聂指令长的身体质量的精度为0.1千克, 希望能达到1克; 在地面,从肯定会进入太空站的刚性设备中选择一件适合的设备(其形状要方便在太空站被“质量测量仪”测量,质量大些为好,几千克至几十千克),用“质量测量仪”测量该设备的质量多次(8至16次);上了太空站,再用“质量测量仪”测量该设备的质量多次(8至16次)。比较在地面和在太空测量到的平均惯性质量!

 

如果时间来得及,又不影响其它已有的安排,并得到航天指挥部的批准,也可在‘天宫一号’补做简单实验:选择一件本已确定将肯定返回地面又适合被“质量测量仪”测量的中小刚性设备,多次测量其质量(4至8次),获均值;返回地面后,用同类“质量测量仪”反复测量其质量,获均值。比较在地面和在太空测量到的平均惯性质量!

 

与厄缶结果比较。

 

供您们参考,谢谢!

 

中国科学院地质与地球物理研究所研究员   汤克云

2013.6.22




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