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反引力浅谈,反粒子具有反引力?特斯拉成功造出反引力装置?

 幽幽龙仔 2021-03-27

在茫茫宇宙中,地球会受到太阳的引力,而生活在地球上的人类也会时刻感受到地球的引力。17世纪牛顿发表了划时代巨著——《原理》,其中阐述了万有引力定律。那个时代的天文学家运用万有引力定律,仅靠纸笔就算出了太阳系第八大行星,海王星。20世纪初,爱因斯坦的广义相对论,对引力作出了更为本质的解释:引力是时空弯曲的表现形式。在这几百年间人类仿佛开了挂似的,科技突飞猛进。

如今举头四顾,我们身边充满了各种琳琅满目的电子产品。此刻您正在拿着的手机,为我们照明的电灯,夏天的“救命神器”——空调……诚然,支撑起人类社会的除了引力,还有电磁力。比如你推我一下,其实这其中起作用的也是电磁力。组成我们身体的原子带有负电荷的电子,同性相斥,所以我们感受到了推力。

引力、电磁力是作用在宏观世界的两种基本力。提起电磁力,我们儿时玩的磁铁无疑是最直观的代表。正电荷与正电荷之间同性相斥,正电荷与负电荷之间异性相吸。从小到大显而易见的道理,引力适用吗?

一个具有质量的物体能在万有引力的作用下对另一个物体产生吸引,距离不变,质量越大,引力也就越大。但是从未发现一个物体能够排斥另一个物体。假设它们可以排斥,且强度与方式正好与引力相反,那我们就得到了“反引力”。是的,人类梦寐以求的“反引力”。在科幻电影中,外星文明往往能熟练驾驭这种能力,上天入地无所不能,甚至有人认为飞碟可以自由悬浮在空中就是靠的反引力。

在真实的量子世界中,我们知道,质子带正电,电子带负电。但是在上世纪30年代,科学家们发现了奇特的“异类”,带有负电荷的质子,带有正电荷的电子等,它们被统称为反粒子。反粒子与所对应的正粒子在质量、自旋、平均寿命和磁矩大小都相同;但两者所带电荷符号,磁矩和自旋的取向则相反。进入21世纪,科学家用大型强子对撞机制造出了少量的反氢原子。

我们最为关心的,这些反粒子是否具有反引力效应?可惜,答案是否定的。反粒子只是内部相加性量子数(如电荷、重子数等)与正粒子相反,两者拥有总的质量是一致的,对时空弯曲的效应是相同的,引力仍为“正”。

我们不得不从更本质的问题着手,在宇宙中,除了作用于宏观的引力、电磁力,还有只在微观量子世界才崭露头角的强力、弱力。众所周知,力是需要通过“中介物质”传递才能起作用的。电磁力交换光子实现传递,强力是夸克之间通过交换胶子实现的,弱力则是靠w、z玻色子实现传递的。引力呢?我们肯定会脱口而出——引力子。

在2013年,赐予万物质量的上帝粒子——希格斯玻色子,已经在强子对撞机中得到了证实。可是科学家寻觅近半个世纪的引力子却仍未有确实证据。悬而未决的引力子或许就是人类实现反引力的关键。只要引力子实锤,我们就能设法找到反引力子,在遥远的未来,人类就能够实现反引力的构想。

在人类的历史上,从来不乏努力追逐反引力的科学家。出生于1856年的“电学神人”尼古拉斯·特斯拉,如今马斯克创立的大名鼎鼎的新能源汽车公司——特斯拉,就是为纪念他,而以其名字来命名的。据说在特斯拉80岁高龄时,完成了《引力的动态理论》,这套理论是允许反引力存在的。民间传言,他设计的装置像一口大钟,有两个装有液态金属的反向旋转圆筒。一旦启动会对周围生物带来危害,美国政府也出面干涉这项研究,最后只能不了了之。

上世纪90年代,俄国物理学家波德克勒特诺夫通过试验发现,把一个超导陶瓷盘在极低的温度下高速旋转,盘里放上物体,这些物体的重量会减少约0.5%。科学家将之视为反引力现象,对此重点研究。

总的来说,无论是实验还是理论,人们在反引力领域都收效甚微。到底是反引力确实不可为之,还是人类被一叶障目?我们天天听见的声音,声波会向天空扩散而去,意味着它们往“上”掉,声音的引力质量是否为负?占宇宙总质量近七成的暗能量,驱动着我们的宇宙加速膨胀,使星系逐渐远离。那暗能量又是否就是……

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