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為了創(chuàng)造類似于太空不含空氣的環(huán)境，真空室能夠?qū)?0噸的空氣抽走，直到剩余2克空氣。這個(gè)NASA真空室建于1969年，高122英尺（37.2米）、直徑100英尺（30.5米），由鋁制成，以應(yīng)對(duì)輻射，但仍需要一個(gè)外部的混泥土外殼，以確保它足夠強(qiáng)大來(lái)容納里面的真空。NASA真空室起初用于測(cè)試核推進(jìn)系統(tǒng)，現(xiàn)在主要用來(lái)測(cè)試航天器，科學(xué)家用它來(lái)測(cè)試了一個(gè)令人印象深刻的實(shí)驗(yàn)。

測(cè)試萬(wàn)有引力定律

當(dāng)你把保齡球和羽毛同時(shí)在高空釋放將會(huì)發(fā)生什么？答案似乎很明顯，后者下降速度較慢，由于存在空氣阻力。

科學(xué)家進(jìn)行了兩個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，空氣和真空環(huán)境，實(shí)驗(yàn)對(duì)象是一個(gè)保齡球和若干羽毛。顯然，第一個(gè)空氣環(huán)境實(shí)驗(yàn)中，保齡球先著地，羽毛慢慢地飄落。第二個(gè)實(shí)驗(yàn)，把幾乎所有的空氣都抽走了，保齡球和羽毛同時(shí)落地。這是因?yàn)闆]有空氣阻力，它們以同樣的速率下落。不過(guò)，根據(jù)愛因斯坦的狹義相對(duì)論，它們壓根不是在下落，而是在保持靜止?fàn)顟B(tài)。

在1971年阿波羅15號(hào)任務(wù)期間，指令長(zhǎng)戴維·斯科特（David Scott）在月球表面做的著名的實(shí)驗(yàn)，有效證明了這點(diǎn)。在月球上，他同時(shí)松開了手中的錘子和羽毛，看著它們同時(shí)下落到地面，證明了當(dāng)空氣阻力和某些其它力沒有作用在物體上時(shí)，它們會(huì)以同樣的速度著地。

首先，通過(guò)升降機(jī)架將保齡球和一些羽毛升到高空，在有空氣環(huán)境中將它們下落到地面。第一個(gè)實(shí)驗(yàn)中，保齡球直落到地面，而羽毛緩緩飄落，由于室內(nèi)存在空氣阻力。他提到了伽利略的早期實(shí)驗(yàn)，也測(cè)試了相同的假設(shè)。“伽利略的實(shí)驗(yàn)很簡(jiǎn)單，”考克斯教授解釋道“他拿起了一個(gè)重的和一個(gè)輕的物體，然后同時(shí)放手，看看它們哪個(gè)下落的更快”。

但伽利略的實(shí)驗(yàn)只證明了，兩個(gè)外形相當(dāng)?shù)奈矬w雖然重量不同卻能同時(shí)著地，不能親自證明重量和表面積都相異的情況如何同時(shí)下落。畢竟，那時(shí)17世紀(jì)并沒有考克斯教授如此大的真空室來(lái)做更有說(shuō)服力的實(shí)驗(yàn)。

然后，工作人員將真空室大門關(guān)閉。密室里有80萬(wàn)立方英尺（約2.3萬(wàn)立方米）的空氣，需要三個(gè)小時(shí)才能抽成真空環(huán)境?！耙坏┩瓿桑苁依飳⒂薪跬昝赖恼婵铡?，其中一個(gè)工程師按下釋放按鈕，保齡球和羽毛從空而落就像第一個(gè)實(shí)驗(yàn)一樣。不過(guò)這次，它們以完全相同的速率著落到地面，黑龍江真空爐體冷卻讓他們非常驚喜?！八鼈冋娴耐瑫r(shí)落地了！”。

開展這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)不僅是為了證明伽利略和牛頓是正確的，還證明一個(gè)更有趣的假設(shè)，由20世紀(jì)物理學(xué)家阿爾伯特·愛因斯坦（Albert Einstein）提出的。

“艾薩克·牛頓可能會(huì)說(shuō)，保齡球和羽毛之所以會(huì)下落，是因?yàn)榇嬖谝环N力拉著它們下來(lái)” ，但愛因斯坦想像的情景完全不同。他一生中最快樂(lè)的想法就是這樣的，保齡球和羽毛一起下落的原因是，它們并不是在下落，它們是在保持靜止?fàn)顟B(tài)，完全沒有力作用在它們上面。如果你不看它們的背景環(huán)境，那就完全沒辦法知道，保齡球和羽毛正在朝著地球加速。

通過(guò)改進(jìn)牛頓的早期理論，使得愛因斯坦能夠更準(zhǔn)確的定義自己的狹義相對(duì)論。這揭示了空間和時(shí)間的關(guān)系，其中一個(gè)結(jié)論是：沒有任何東西可以比光傳播得快。

愛因斯坦的狹義相對(duì)論表明了空間和時(shí)間是如何相互作用的，還有重力對(duì)宇宙的作用效果。這是最早在1905年由愛因斯坦提出的，并在2004年發(fā)射的NASA重力探測(cè)器來(lái)證明他的理論。

根據(jù)牛頓理論，認(rèn)為引力變化只是瞬間的，這顯然打破了物理定律。但根據(jù)愛因斯坦提出的，認(rèn)為兩個(gè)物體完全沒有在下落。如果把你與其中一個(gè)物體交換，也就是說(shuō)，如果一個(gè)人在箱子里面，這個(gè)人將不知道他們正在同時(shí)下落。

如果以真空室其中一個(gè)下落物體為參考系，這將無(wú)從了解到有什么力正在作用。這后來(lái)被稱為等價(jià)性原理，在本質(zhì)上，它表明質(zhì)量獨(dú)立于其它力，比如地心引力。