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苹果落地真的是重力作用吗?或只是假象,科学家的发现或颠覆认知

 郑公书馆298 2016-05-22

我们在生命中的每一刻都能感觉到它,但是对物理学家而言,它是宇宙中最古老的未解之谜,重力为何会使一切物质都具有吸引力?尖端理论正在逼近意料之外的答案,重力会是另一种力量伪装而成的吗?是全像真实的影子或是虚幻的蜃景?我们,地球,太阳,恒星真的有重量吗?或者重力只是一种假象?苹果落地真的是重力作用吗?或只是假象,科学家的发现或颠覆认知太阳的引力使地球不致飞出太空中,地球的重力使我们稳固地站在地面上,这一切似乎都很真实。但科学家正在深入研究宇宙的结构,研究结果发现也许与表象不同。有东西可能是感觉上很真实,但其实不是真实的吗?

在成长的过程中,有时会无所事事,于是我们会玩简单的游戏,例如用石头丢东西,而重力永远有效,无论丢的是什么,我们总能预期它会落下。但物理学家对于重力却有他们自己的期望,他们认为它是一种基本力,是宇宙这部大机器中的一个固有齿轮。但实验物理学家纳基斯马瓦瓦拉并不把一切都视为理所当然。

在纳基斯马瓦瓦拉眼中,重力对物体质量相互影响的描述在宇宙中的任何地点应该都通用。牛顿证明了任何有质量的物体都会吸引其他有质量的物体,质量越大距离越近,引力就越大。两百多年后,爱因斯坦解释了为何会如此。

时间与空间交织称为时空的丝状结构,爱因斯坦认为,时空会扭曲,而这种扭曲就是我们体验到的重力。爱因斯坦还预测所有具有质量的物体移动时,它们会在时空的丝状结构中引发微小的重力涟漪,引力波应该会扩散到我们头上的天空。纳基斯认为如果那些波够大的话,我们应该能侦测到。

我们都知道,如果把一个苹果投到池塘的中央,然后想在岸边侦测到涟漪,那是侦测不到的,因为波太小了。但是导致天空骚动的是比苹果大很多的物体,剧烈的重力事件,例如星系的碰撞,或是巨星的爆炸,应该都会向地球传送巨大的重力波,纳基斯发明了侦测到重力波的方法。苹果落地真的是重力作用吗?或只是假象,科学家的发现或颠覆认知纳基斯工作的地点拥有美国国家科学研究会史上最大的实验室,那里有雷射干涉重力波天文台,简称为LIGO。在这个庞然大物中,雷射光束射进两条安置成L形的真空管里,每一根真空管都有四公里长。雷射光束能测量真空管的长度,其精确度可超过原子宽度的百万分之一,如果剧烈宇宙时间的重力波在五百兆兆英里范围之内,重力波传送到地球,管内的空间就会产生涟漪,雷射就会侦测到变化,警报就会响起。

在倾听了天空将近十年之后,LIGO曾侦测到的声音来自于蟋蟀。在把LIGO的精确度提高到原来的十倍之后,科学家们仍然没有侦测到变化。不过不管能否侦测到重力波,结果都很令人兴奋,如果没有侦测到重力波,那就会开始一场不同的革命,很多人就会头痛于大自然中有些什么是我们不了解的。苹果落地真的是重力作用吗?或只是假象,科学家的发现或颠覆认知纳基斯是幸运的,在2014年3月,一群天文学家宣称已经侦测到宇宙大爆炸所产生的重力波。但是有些科学家认为LIGO完全无法侦测到重力波,因为重力也许不是基本力,苹果掉落到地面时,可能是别的力将它往下拉。物理学家认为宇宙中的一切,即使是我们称为力的能量脉冲也是由粒子构成的,重力应该也不例外。

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