网上找的中科院蓝V解答的
答:
非常好玩儿的问题,这也是小编童年迷思之一!乍一看这个问题很难!但是对四大基本作用力有了解之后,方法要多少有多少。
如果你允许破坏性的测量,那就很简单。既然困难来自小球对称性极高,那就破坏掉它。包括但不限于用荧光染料标记、局部机械破坏、超强激光灼烧等。这样来就会产生明显区分是否在旋转的物理现象。
可能有同学要问了,你这个听起来很初级啊!那假如这个球非常硬,你这种破坏性的方法不管用,或者我们不允许这种破坏性的办法,那你该怎么办呢?方法还是很多。再怎么硬,也是原子构成的吧!物理有很多技术手段作为研究物质的探针。比如质子束、电子束、乃至电子束。束流打上去后,会被球上的原子偏折。旋转或者不旋转的球体,可以给偏折的束流带来不同的动量改变。或者,更高级点儿,这样可以让球体带电!如果球体带电后如果继续旋转,就可以形成电流,就会产生磁场。
可能又有同学要问了!那这个假如,我这个球是暗物质做的,或者像三体里那样由强力压在一起,都没有原子了,或者干脆我在这个球外面套一个不转的外壳!阁下怎么应对?那我也要拿出杀招了,就是:引力!宇宙中的所有事物,都要参与引力相互作用!刚好又有这样一个可能反直觉的事情:广义相对论告诉我们,旋转的球体和不旋转的球体形成的引力场是不同的!详情可以参考No.374中的Q7:万有引力在考虑天体自转和不考虑天体自转有什么区别。
回忆那句解释广义相对论最著名的话:“物体告诉时空如何弯曲,时空告诉物体如何运动”,从这个角度上,物体与时空相互影响,转动起来后的球体就像扔入水中的陀螺一样,不可避免地影响周围环境(当然这只是直观上的理解)。我们这种旋转的质量对时空额外造成的影响为参考系拖曳。对于带电的小球,静止时小球只产生电场,旋转起来后却会产生磁场,类比而言,研究旋转质量所带来的影响相关领域被称作“引力磁学”。因此球体旋转起来后,就会导致可观测的物理效应,比如Lense-Thirring进动,再比如,旋转与否将会导致其引力场中运动粒子的轨迹不同。我们在这个球体周围放入测试粒子,就可以观察球体是否在旋转啦!
by 小范
Q.E.D.