
念念象一下,你站在天下的旯旮,看着大都星系在引力的作用下彼此结合、碰撞、合并。
你可能会问一个问题:为什么引力老是让东西彼此招引?
为什么莫得"反引力",让东西彼此放置?
要是你把一块磁铁结合另一块磁铁,它们不错彼此招引,也不错彼此放置,这取决于你用哪一面。
要是你把两个带正电的粒子放在一皆,它们会彼此放置。
但引力呢?两个有质料的物体,长久只会彼此招引,从来不会彼此放置。
为什么会这样?
这个问题的谜底,揭示了引力在四种基本力中最独到、也最深入的奥秘。
天下中有四种基本力,但唯有一种确凿错误在咱们启动之前,先快速过一遍天下中的四种基本力。
强核力,它把质子和中子牢牢绑在原子核里。这种力绝顶强,但作用距离极短,只在原子核圭臬有用。
弱核力,老成发射性衰变和某些粒子编削。这种力也很短程,何况比强核力弱得多。
电磁力,它让原子酿成、让化学响应发生、让光传播。这种力的作用距离很长,何况比引力强得多——能够强一万亿亿亿亿倍。
引力,在四种力里最弱,但却是唯独确凿愚弄天下的力。
为什么?
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因为在天下圭臬上,其他三种力都被"对消"了。
电磁力固然庞杂,但天下是电中性的。正电荷和负电荷的数目简直无缺均衡,是以在大圭臬上,电磁力彼此对消了。原子是电中性的,行星是电中性的,恒星和星系也基本是电中性的。
强核力和弱核力的作用距离太短,根底到不了原子除外,更别说影响恒星和星系了。
唯有引力,固然微弱,但它是积贮的。
每少量质料都孝敬一份引力,何况这些引力完全是并吞个主义:招引。
引力的独到之处:唯有一种"电荷"这就引出了关节问题。
咱们经常不这样念念,但其实引力也有"电荷",只不外咱们管它叫"质料"或者"能量"。
而引力电荷和其他力的电荷,有一个根底诀别:引力唯有一种电荷,何况全是正的。
念念念念电磁力。电荷有两种:正电荷和负电荷。
正电荷和正电荷,彼此放置。 负电荷和负电荷,彼此放置。 正电荷和负电荷,彼此招引。
这等于为什么磁铁不错招引,也不错放置。
但引力不相通。
天下中通盘的质料都是正的,通盘的能量都是正的。从来莫得东说念主发现过"负质料"或"负能量"。
既然唯有一种电荷,那引力就唯有一种作用现象:招引。
正质料招引正质料。 更多的正质料招引更多的正质料。 仅此辛苦。
莫得放置,因为莫得"负"电荷来产生放置。
要是存在负质料,天下会何如?但咱们不错念念象一个不同的天下:一个存在负质料的天下。
在阿谁天下里,引力的看成会变成:
正质料招引正质料。 负质料招引负质料。 正质料和负质料彼此放置。
细心到了吗?和电磁力偶合相背。
在电磁力里,同种电荷放置,异种电荷招引。 在引力里(要是有负质料的话),同种质料招引,异种质料放置。
要是咱们竟然有负质料,那世界会变得绝顶不同。
你不错用负质料来"屏蔽"引力。念念象一下,把一块负质料物资放在你和地球之间,你就能飘起来,而不需要火箭或者飞机。
你不错造一艘天下飞船,地板用正质料,天花板用负质料,这样飞船里面就会有均匀的"东说念主工重力",就像电容器里的电场相通。
更酷的是,你不错造一个曲速引擎。
曲速引擎的梦念念1994年,物理学家米格尔·阿库别瑞提议了一个斗胆的念念法。
他说:要是咱们能愚弄空间的曲率,让飞船前线的空间削弱,后方的空间延长,飞船自己待在一个平坦的"气泡"里,那咱们就能以超光速旅行。
这不违背相对论,因为飞船自己并莫得移动——是空间在移动。
就像你站在传送带上,开云官方体育app下载你没走,但传送带把你送到了盘算地。
但这个决策有一个致命问题:它需要负能量。
你需要在飞船周围制造一个负能量场,来迂回空间。
那负能量存在吗?
历久以来,有一个但愿:反物资。
反物资有正的质料(这仍是被测量过了),但也许它会产生负的引力场?
要是是这样,咱们就能用反物资来造曲速引擎。
但2023年,欧洲核子议论中心的实验绝对龙套了这个但愿。他们测量了反氢原子在地球引力场中的看成,发现:反物资也会下跌,和日常物资相通。
反物资莫得反引力。
负质料,至少在咱们已知的物理学里,不存在。
那"反引力"竟然完全不可能吗?等等,还有一个看法。
固然不存在绝对的负质料,但你不错制造相对的负质料。
念念象一下,天下空间不是空的,而是充满了某种均匀的流体(这其实不是念念象,真空能量等于这样)。
现时,在这个流体里,你有两种东西:
一种东西密度比流体高(像水里的铅球)。 一种东西密度比流体低(像水里的气球)。
密度高的东西,会彼此招引。 密度低的东西,也会彼此招引(气球在水里汇聚在一皆)。 但密度高的东西和密度低的东西,会彼此放置(铅球祥和球在水里会分开)。
这等于一种"有用的"反引力。
不是竟然负质料,而是"比周围密度低"的区域,发扬得像是负质料相通。
天下中如实存在这种步地。真空自己有一个非零的能量密度(暗能量),而要是某个区域的能量密度比真空更低,它就会发扬出放置效应。
但这仍然不是确凿的反引力。
它仅仅"不那么招引",而不是"竟然放置"。
为什么时空只可"向下"迂回?回到领先的问题。
你可能见过这个经典的类比:空间就像一块床单,质料就像放在床单上的保龄球,球会把床单压下去,酿成一个凹下。
但为什么是"向下"迂回?为什么不行"进取"迂回?
要是能进取迂回,那不等于反引力了吗?
这个类比其实有点误导东说念主。
空间不是一块二维床单,而是三维的(加上时分等于四维)。何况空间不是被"向下"压弯的——"向下"仅仅咱们用来可视化的现象。
确凿的情况是:空间在通盘方进取都被质料"向内"拉。
念念象一个三维网格,原来通盘线都是径直的、彼此垂直的。现时有一个质料出现,这个质料会把周围的通盘网格线都"吸"向我方,就像有东说念主从中心收拢一把线,往中心拉。
这种迂回,老是"向内"的,从来不是"向外"的。
为什么?
因为质料唯有一种:正的。
正质料制造的曲率,老是把东西拉向质料自己。
要是有负质料,它制造的曲率就会把东西推开。
但既然莫得负质料,就莫得"向外"的迂回。
引力的寥寂在四种基本力中,引力是最特等的。
强核力有三种"脸色"电荷,复杂而奇特。 弱核力有复杂的作用机制,波及粒子编削。 电磁力有正负两种电荷,能招引也能放置。
唯有引力,浅易到极致:一种电荷,一种作用现象。
但也正因为这种浅易,它成了天下圭臬上唯独错误的力。
每一个星系,每一颗恒星,每一颗行星,都在引力的作用下运行。
天下的结构——从星系团到超星系团,从天下网到天下缺乏——完全是引力塑造的。
而这一切,都因为引力唯有一种"象征":正的。
要是引力有正负两种"电荷",天下会是什么表情?
可能星系之间有些会招引,有些会放置。可能天下的结构会完全不同。可能根底不会有星系,不会有恒星,不会有咱们。
是以,当你昂首看星空时,念念念念这个事实:
你看到的每一颗星星,每一个星系,都在被引力拉扯着。
而引力,长久只会拉,从不会推。
不是因为物理定律偏心,而是因为天下中唯有一种引力电荷。
这等于引力最深入的奥秘。
好今天就到这里啦~
科学羊 2026.01.14开云官方体育app下载
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