科学家尝试破解四季苹果坠落是否一样快

  值得期待的实验结果

  尽管这个话题听起来很爆冷门,迄今为止的实验结果也远远未能印证科学家的预测,但相对论和量子理论的结合问题是如此重大,我们无法不对心存疑窦的任何原理进行一番测试。

  不过,克劳利西澳大学的物理学家迈克·托巴尔认为,科斯特莱茨基和塔松的论文听起来好像很爆冷门,其实却提出了一种令人振奋的新见解。“这是迄今为止取得的一个重要进展。”他说。哈佛大学的罗纳德·沃尔沃思也有同感:“我期待着若干实验小组现在就着手搜寻科斯特莱茨基所假设的效应。”

  那么,他们将会从何入手呢?由于这些效应是通过粒子对引力的反应方式作为异常现象而表露出来的,因此科斯特莱茨基和塔松建议对牛顿修正版的万有引力定律进行一番测试。目的是看一看它在不同的时间和不同的地点,被应用于光子、中子和电子等粒子程度各异的组合时是否会固守不变。迄今为止已经探测的,只是这个新的可能效应范围中极小的一部分。

  由西雅图华盛顿大学的埃立克·阿代尔伯格所作的此类探究,目的是要调查铍和钛对引力反应方式的差异。“阿代尔伯格的实验,就好像是在对同时坠落的苹果和橙子加以比较。”科斯特莱茨基解释说。

  没有人对此心存任何幻想。如果说对这些不同元素的引力存在差异的话,那也是微乎其微的。这也是何以有华盛顿大学研究人员参与其间的原因:擅长运用极度灵敏的扭力平衡,以便为探索此类情景而测定两种质量之间的引力。

  为了进行实验起见,他们还得保护自身平衡不受电磁场和源自附近实验室的震动的影响,同时补偿地下水位在一年的不同时节上升和下降时发生变化的引力。

  然而他们最终还是发现:至少铍和钛同引力的耦合没有什么两样——差异仅为1000亿分之一。

  科斯特莱茨基并没有气馁。阿代尔伯格的实验所测试的,只是假设场与引力之间的一种相互作用。科斯特莱茨基相信,在一年的不同时节所进行的实验会揭示耦合的另一个侧面。随着季节更替,地球速度和X场箭头的相对定向都会发生大幅度的变化。

  如果这一点做不到的话,还会有其他途径可供选择,包括揭示宇宙对称的反物质范畴。“苹果和反苹果可能是按不同速率坠落的。”科斯特莱茨基说。这个理念甚至要更加难以探明:例如积累足够的反物质以形成相当于苹果质量的物体,那不是我们当前的技术水平所能胜任的。虽然反氢弹已被研制出来,但目前正在设法确认它们是否是按不同于氢原子的方式坠落的。“在未来十年内,我们可能会有结果的。”科斯特莱茨基声称。

  科斯特莱茨基正在规划其他可望揭示SME所假设的力场的实验,其中涉及超导体引力传感器、探测到月球距离的激光器、原子干涉仪以及未来基于卫星的引力实验;所有这一切会有助于发现恼人的对称是在哪里销声匿迹,躲躲闪闪的宇宙终极理论又是在哪里崭露头角的。

  不错,那就是未来的希望所在。虽然沃尔沃思同意此类实验是重要的,但他还是无法确信它们将会揭示任何对称侵犯的现象。“无论从哪方面来看,都不能肯定它是存在的,或者说我们人类真的会有能力去发现它们。”他说。

  阿代尔伯格相信,相对论和量子理论的结合问题是如此重大,我们无法不对心存疑窦的任何原理进行一番测试。“看来非常可能的是,我们正在丧失物理学中某种无与伦比的东西。”阿代尔伯格说,“我会为洛伦兹破坏效应的大规模存在而感到震惊,但它肯定是值得验证的,以便看一看大自然是否尊重我的偏见。”





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