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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)對輻射，但仍需要一個外部的混泥土外殼，以確保它足夠強(qiáng)大來容納里面的真空。NASA真空室起初用于測試核推進(jìn)系統(tǒng)，現(xiàn)在主要用來測試航天器，科學(xué)家用它來測試了一個令人印象深刻的實驗。

測試萬有引力定律

當(dāng)你把保齡球和羽毛同時在高空釋放將會發(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)行了兩個對比實驗，空氣和真空環(huán)境，實驗對象是一個保齡球和若干羽毛。顯然，第一個空氣環(huán)境實驗中，保齡球先著地，羽毛慢慢地飄落。第二個實驗，把幾乎所有的空氣都抽走了，保齡球和羽毛同時落地。這是因為沒有空氣阻力，它們以同樣的速率下落。不過，根據(jù)愛因斯坦的狹義相對論，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號任務(wù)期間，指令長戴維·斯科特（David Scott）在月球表面做的著名的實驗，有效證明了這點。在月球上，他同時松開了手中的錘子和羽毛，看著它們同時下落到地面，證明了當(dāng)空氣阻力和某些其它力沒有作用在物體上時，它們會以同樣的速度著地。

首先，通過升降機(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。第一個實驗中，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驗，也測試了相同的假設(shè)。“伽利略的實驗很簡單，”考克斯教授解釋道“他拿起了一個重的和一個輕的物體，然后同時放手，看看它們哪個下落的更快”。

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

然后，工作人員將真空室大門關(guān)閉。密室里有80萬立方英尺（約2.3萬立方米）的空氣，需要三個小時才能抽成真空環(huán)境。“一旦完成，密室里將有近乎完美的真空”，其中一個工程師按下釋放按鈕，保齡球和羽毛從空而落就像第一個實驗一樣。不過這次，它們以完全相同的速率著落到地面，真空爐體冷卻讓他們非常驚喜?！八鼈冋娴耐瑫r落地了！”。

開展這項實驗不僅是為了證明伽利略和牛頓是正確的，還證明一個更有趣的假設(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·牛頓可能會說，保齡球和羽毛之所以會下落，是因為存在一種力拉著它們下來” ，但愛因斯坦想像的情景完全不同。他一生中最快樂的想法就是這樣的，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論。這揭示了空間和時間的關(guān)系，其中一個結(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論表明了空間和時間是如何相互作用的，還有重力對宇宙的作用效果。這是最早在1905年由愛因斯坦提出的，并在2004年發(fā)射的NASA重力探測器來證明他的理論。

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)為兩個物體完全沒有在下落。如果把你與其中一個物體交換，也就是說，如果一個人在箱子里面，這個人將不知道他們正在同時下落。

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