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利用电磁感应现象，人们发明了电力变压器，可以把电能从一根导线传输到另一根导线，那么会不会有引力变压器呢？ 电磁力和引力很相似 不需要你物理学得有多好，只要细心，你就不难发现，四大基本作用力中的两个——电磁力和引力有着惊人的相似。 在静止状态下，静电力（也叫库仑力）与距离的平方成反比，引力也与距离的平方成反比；静电力与电荷的乘积成正比，引力也与质量的乘积成正比。所以，你只要在万有引力定律中用电荷代替质量，就能得到库仑定律。 不仅如此，当运动起来，两者依然有相似性，只是这一点不太为人所知罢了。我们知道，运动的电荷除了原有的电场，还会产生磁场，比如通电的导线周围就有磁场（电流本质上是电荷的运动）。运动的质量也同样如此。在广义相对论中，引力被理解为空间的弯曲，这是对物体静止时而言的；当它运动起来，除了使空间弯曲，还会对空间有拖曳作用，产生一种类似运动电荷磁场的“引力类磁场”。例如一个质量非常大的物体旋转起来，其产生的“引力类磁场”就有如勺子在糖浆里搅动形成的旋涡，这跟物体静止时大不一样。 此外，物理学家发现，描述引力场的广义相对论方程在近似的情况下，与描述电磁场的麦克斯韦方程有着惊人的相似。 引力也可有变压器 1831年，英国物理学家法拉第把两根导线缠绕在同一根铁芯上，当他给一根导线通电的瞬间，在另一根导线上也检测到了电流，后者被称为“感应电流”。这就是法拉第最早发现的电磁感应现象，用我们现在精确的语言表达，就是：变化的电场产生变化的磁场，而变化的磁场又产生变化的电场。 电磁感应后来成了变压器的工作原理。通过变压器，我们可以把交流电的电能在两根导线之间自由传递。 既然电流是电荷的运动，我们不妨把有质量的物体的运动看成是“质量流”。前面我们已经看到，质量类似于电荷，质量流类似于电流，那么类似电磁感应的原理又有什么理由不能用到质量流上呢？ 比方说，我们只要把法拉第实验中的电流换成质量流，就能产生类似电磁感应的“引力感应”现象。如此一来，“引力类磁场”就可以把能量从一个质量流传递到附近的另一个质量流上了。 这就是最近由美国物理学家约翰·斯温提出的“引力变压器”的工作原理。 引力变压器藏身黑洞身边？ 这个类比可谓合理而大胆，但也存在问题。 一个问题是，在通常的变压器中，铁芯是一种特殊的材料，可以被磁场穿透，换成不可被磁场穿透的塑料芯就不行了；那么现在，什么物质是对“引力类磁场”可穿透或者不可穿透的呢？换句话说，在“引力变压器”中，什么材料可以充当电磁变压器中铁芯的角色呢？ 另一个问题是，这种引力变压器在什么地方可能存在？或者我们如何验证？斯温认为，宇宙中在黑洞附近，或许存在这种引力变压器，因为在那里存在高能的质量流；至于在地球上，验证这一想法的最好的地方莫过于欧洲大型强子对撞机。 当以接近光速运动的带电粒子在磁场中拐弯的时候，会产生强烈的辐射，这在物理学上叫“同步辐射”。斯温设想，对撞机上的高能粒子在拐弯时，应该还会产生引力辐射，即引力波。如果我们探测到这种引力波，也可以说明引力变压器的想法是有道理的。 可惜以目前的技术手段，探测大质量天体的引力波尚且不易，更不用说探测微小粒子的引力波了。 |
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