科学家尝试破解四季苹果坠落是否一样快

  引力为什么如此微弱?

  跳离地面几英寸简直不需要费什么劲,你有没有想过这是一件多么了不起的事?你那微不足道的肌肉,充其量只有几公斤重,居然能克服质量为6×1024公斤的地心吸力。由此可见,引力实在是太微弱了,要比夹持原子于一体的电磁力弱小1040倍。

  其他基本力作用于不同的范围,即使在类型截然不同的粒子之间也是如此,但彼此似乎都具有大体上可以比肩的强度。然而,这一点对引力却并不适用。为什么会是这样的呢?

  到目前为止,我们的最好解释源于超弦理论,亦即最有希望发展成为“万有理论”的候选学说。超弦理论认为,我们在宇宙中所能体验的空间维度超过3个,很可能多达10个。根据超弦理论家的最佳构想,引力之所以如此微弱,是因为与其他基本力不同,它还能渗入和渗出这些额外的维度。因此,我们得以体验的,只是引力零星点滴的真实强度。

  瑞士日内瓦附近由欧洲核子研究中心(CERN)研制的大型强子对撞机(LHC),可望解开引力何以如此微弱的谜团。虽然提供完整答案的可能性不大,但如果大型强子对撞机发现了卡鲁扎-克莱因理论所预测的粒子的存在证据,那么,引力栖息于额外隐匿维度的问题就会得到清晰梳理。

  早在上世纪30年代,这些课题就由尝试将电磁学和引力融为一体的理论家提了出来。当人们熟知的粒子溜进一个额外维度时,所谓卡鲁扎-克莱因状态的粒子也就应运而生了。它们格格作响在那里兜着圈子,发出了一阵泄露其重粒子真面目的“回声”。

  我们能够抗拒引力吗?

  尽管构建引力屏蔽的观念历史悠久,但至今仍无人设法将其付诸实施。

  在这方面作出最著名尝试的,当推俄罗斯科学家叶甫盖尼·波德克莱诺夫。他在1992年发表了一篇论文,声称在陶瓷超导体制成的一个旋转盘近旁,检测到重量减轻2%的现象。2003年,奥地利研究中心的研究人员马丁·塔伊玛提出了类似的主张,并在欧洲航天局的资助下进一步开展研究。3年后,塔伊玛和欧洲航天局宣布:他们已在旋转超导体上测得一种效应,经过进一步发展即可用来影响引力。其他人也作过这方面的努力,却未能把这种效应复制出来。

  密苏里大学的物理学家巴赫拉姆·马什胡恩认为,不该嘲笑那些继续在这个领域从事研究的人们。也许,它恰恰会变成我们得以实现星际航行的惟一途径。有些研究人员提出,一旦超越某个临界速度,相对论就会产生相互排斥的引力效应;这些效应不仅可以用作星际航行的推动力,而且也起着引力屏蔽的作用。按照目前的技术水平,我们几乎要花100万年左右的时间才能抵达最邻近的恒星,这就难怪会有人潜心钻研这些问题。


东方网-文汇报 何积惠 编译





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