大家好，欢迎来到《天文探秘》课堂。本课程主要简单介绍天文学的基本知识，包括宇宙和星系、引力和暗物质、太阳和太阳活动、恒星和致密星（黑洞）、以及系外行星 等多个领域和方面。通过本课程的学习，你能够系统地了解到很多不曾了解的事实，惊奇地发现许多令人惊叹的奥秘。 本课程总共十周，由五位老师共同授课（各位老师均为相关领域的专家）、每人两周。课程以介绍基本知识为主，尽量避免复杂公式的推导和计算，所以难度不大，但知识点比较多。学习者通过观看视频学习，然后完成每周小测即可。最后总成绩即为每周小测成绩之和。 《天文探秘》课程是一门难得的好课，期待大家的加入，让我们一起探索神秘的宇宙！
未知的引力：超越爱因斯坦？
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From the course by Nanjing University
天文探秘
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From the lesson
引力
本章节主要介绍广为人知的牛顿万有引力的相关内容。万有引力定律是天文学发展的基础，也是万物之所以会形成和存在的基本。本章从引力的经典描述到时空弯曲的广义相对论理论。
Meet the Instructors
施勇教授
天文与空间科学学院
谢懿副教授
天文与空间科学学院
陈鹏飞教授
天文与空间科学学院
李向东教授
天文与空间科学学院
周济林教授
天文与空间科学学院
那么除了这个，刚才说的这些
牛顿的也好，爱因斯坦的也好的引力的成功处，成功的地方之外， 还有没有新的问题呢？有。
有牛顿 和爱因斯坦的理论到目前依然没有办法解释的现象， 我来给大家举几个例子，新的异常。
这是一个放在月球表面的反射镜，反射镜， 这个反射镜的上面有很多很多的小镜片，小镜片，这个反射镜正的大小是多少呢，
差不多是一米一米，它里面放的一个小的一个个的叫做后向反射镜的小晶体，
这个晶体有一个什么好处呢，你可以证明啊，你可以证明，无论 一束光从哪个方向打到这个晶体上面，
这束光经过这个晶体折射和反射之后，都会沿着原路返回， 都会沿着原路返回，你可以证明的。
如果你们 有机会的话，反正我记得我在上大三，上光学的时候，老师出过这题，就是这，解释就是这-
个现象， 来证明这一点。
所以这个，当这个镜子阵列被放置在月球的时候，你就可以在地面用激光， 用激光，来照射这个阵列，
然后接收反射回的光子，通过计时， 能够测量地球到月球之间的距离。
这个术语我们叫做激光 测月，激光测月。
这个和我这个片子有什么关系呢？ 有人会问了，这个阵列或者说我们
进行激光测月是不是能证明人类真的登月呢？ 其实并不能，并不能。
为什么呢，在没有放置，在月面上没有放置反射镜之前，
我用激光照射月球表面的话，我也能得到反射回来的光子， 只是反射回来的光子非常非常少，有了这面镜子之后，
你的信号就强得多了，强得多，但并不代表不能啊，哈勃空间望远镜看不见，
但是美国有一个探测器，LRO，月球 勘测轨道器，可以看见这样的这个影像。
我来给大家看一个视频，来显示一下这个他们所看到的样子。
[视频演示]
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这是我从刚才的片子里面找的几张图，来另外再显示一下这个场景， 登月的地点。
那我们来看看什么是激光测月呢，刚才说了大致的情况， 这个在《Big
Bang Theory》里面也有这么一段，在楼顶上面， 小伙几个拿个激光照射月球，这个他们旁边有一个
激光器，有一个接收激光的这个装置来拍摄，来记录这个时间， 他说把这个激光打到月面上，然后反射到这台这个光电倍增管上面，可以记录
下激光来回的信号探测，来计算这个时间，
然后Zack问了一个问题，这个激光是不是能把月球给打爆炸？ 回答是不会的，这个。
他们是这样的一台装置，这个仪器发射激光，然后这个望远镜来接收， 这个原理是基本上没问题，但实际操作我可以告诉你，这套行不通。
真正做激光测月的这个望远镜要有一米的大小，至少要有一米，
一米差不多这么大吧，打激光出去，而且要非常强的激光才行，
这个绿色激光尽管颜色对，但是这功率还是太小，而且打一个脉冲出去，
你未必就能有光子回来，这个散射或者其他的原因扩散的效率还是很高的，所以激光测月
真正目前能做这样的实验的国家就三个，
美国、 法国还有俄罗斯算半个，
基本上就是这样的一个水准，所以激光测月是一个很难的实验，很难的实验。
嗯，那么激光测月能告诉我们些什么呢？它可以精确测量地球到月球 之间的距离啊，距离，地球到月球之间的距离我们现在知道是
三十八万四千一百千米，精度是多少呢？ 一个毫米，目前测量的精度是一个毫米。
这个测量的结果显示地球到月球的轨道正在偏离
圆形，越来越偏离圆形，它这个拱线的长度增长，每年以六个毫米的速度在增长。
但是你把所有的理论，无论是广义相对论也好，爱因，这个牛顿力学也好都放进去以后就会发现
你没有办法解释观测到的现象，理论比实际测量的大了三倍， 大了三倍。
这个，除此之外，还有其他的一些没办法解释的像比如说，当我们有探测器在探测火星的时候
我可以和火星的探测器之间建立起无线电的联络。
我可以发射一个信号给那个探测器，那个探测器接收到这个信号之后，再把这个信号还给我。
这相当于雷达一样，通过这个呢我可以测量探测器和我之间的距离， 只要把时间乘上光速就是距离，我们发现
这个实验显示地球到太阳的距离正在不断的变大。
变大的幅度是多少呢？每年，每个世纪有七米的量极。
这个就有点像前两天刚刚在网上看见的，有俄罗斯的科学家预言 到二零二几年，太阳的这个活动将会明显的减小，
我觉得这个发现和它这个效果是一样的，随着地球到太阳距离的变大 这个全球变暖肯定能得到有效的抑制。
对吧？这距离远了嘛！对吗？这个，但这个效应是不是真的呢？ 不该变化，地球到太阳的距离不该变化的，是不是发生变化了呢？
这我们还需要进一步的来，来，来，来测量。
另外一个和今天的马上发生的事情很契合，这是两个
飞出太阳系的探测器一个叫做先驱者10号，一个叫做先驱者11号，这两个已经
飞到太阳系的外围了，那已经和目前和地球之间的联系已经中断了。
这个当它们在飞出太阳系的，往外飞的时候，你会发现 这个先驱者10号的位置比理论预言的近了将近
58000千米，先驱者11号近了将近6000千米。
这两个效应相当于什么呢？它们相当于这两个探测器在往太阳外面 飞的时候，它们两个都受到一个指向太阳的加速度。
这个加速度使得这两个探测器减速，这个加速度是个常数， 是个常数，使得这两个探测器在不断的减速。
这个加速度要是其他乱七八糟的值吧，也就算了，但是这个加速度有一个特别奇怪的性质；
假如说你把光速乘上哈勃常数的话正好跟这个加速度的值
差不多，所以，这个时候就引起了很多人的兴趣 说是不是这两个探测器的位置或者发生异常是因为
宇宙加，宇宙膨胀的效应，因为哈勃常数跟宇宙膨胀有关，效应在太阳系的边缘出现了
极限了，结果是并非如此。
如果你会发现真正会起到作用的并不是哈勃常数本身， 而是宇宙的减速因子，这我们以后有机会再来说这件事情。
那么到底是什么效应使得这个两个探测器出现了 这样的一个减速的现象？有一种观点是认为是由于这个探测器有热辐射，
热辐射，由于不对称的热辐射使得它出现了减速。
当然，这是一种观点，一种观点。
好，大家看看还有一种叫做飞掠异常。
这个，刚才那个异常是在太阳系边缘的，这个异常就发生在我们附近。
当有探测器飞过地球，或者以地球加速的，以地球的这个运动速度来使得它获得加速的过程中
我们可以测量这个探测器飞入地球，再绕地球飞出去的这个过程中的速度的变化。
根据理论模型的计算，这个理论值和观测值之间差了多少呢？
差了以伽利略为例，差了大概每秒4个毫米，每秒4个毫米。
这个以小行星探测器为例差了大概13个毫米。
罗塞塔，罗塞塔大家都知道吧？前两天刚探测彗星的那个罗塞塔，差了1.8个毫米。
这个每秒几个毫米对于你们来说好像不算什么，不算什么对吧？才一秒几个毫米吗？
这个但你们知道我们的测量精度是多少吗？我国的，我们不说世界最领先国家，我是说我国的。
我国的对这个同样的航天器的测速精度是多少呢？
差不多是每秒零点几个毫米，所以你可以看到测量到的这个值比我们的精度要大 几十倍，十几倍到几十倍的水平。
所以，这是目前也没有办法解释的 现象。
嗯，那么是不是有新的物理学呢？ 还需要我们下面来看，所以，你会看到无论从牛顿
到爱因斯坦，再到未来某一个理论、 理念的出现，无非走的都是这样的一个脉络。
提出理论，我对理论进行检验， 然后我的测量手段不断的提升，发现了新的原先的理论没有办法解释的现象，
然后我再来提出新的理论，这样的一个循环的过程， 循环的脉络。
但是你会发现无论这个循环怎么走， 有什么样的人物站上这个历史舞台，有什么人从这个历史舞台上面走下去；
他们都遵循了我刚才开头说的五点，清晰定义的术语，对吧？
可以定量很重要，可以定量，高度受控的实验、 可以预报、 可以检验、 可以重复。
对吧？记住这些，好。
[音乐]
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