昨天物理課社區被炒作了關於科學家可能有的謠言最後檢測到- 愛因斯坦 100 年前預測的時空曲率的漣漪 - 他們的觀察結果可能很快就會發表在你附近的同行評審期刊上。
到目前為止,我們對引力如何影響宇宙的理解僅限於對遙遠恆星和行星產生的自然引力場的觀察。事實上,重力是最後一個四種基本力量人類還沒有弄清楚如何生產和控制。但現在比利時那慕爾大學的數學家安德烈‧富茲法(André Füzfa)發表論文提出了一種可以做到這一點的設備——儘管劑量很小。而且它不需要任何新技術。
讓我們明確一點,我們在這裡討論的是非常小的引力場,而不是整個科幻小說中用來讓角色留在節目中的「人造重力」類型星際爭霸戰和太空堡壘卡拉狄加在航天器周圍行走,而不是漂浮。到目前為止,這項技術還不可能實現。
但從科學的角度來看,能夠產生極其微弱的引力場仍然是令人難以置信的令人興奮,因為這將使物理學家能夠第一次積極地研究引力,並真正檢驗愛因斯坦的引力場。。它甚至可能帶來新技術,例如基於重力而不是電磁波的通訊形式。
「不知何故,研究引力是一種沉思活動:物理學家將自己局限於對自然的、預先存在的引力源的研究,”Füzfa 在論文中寫道。 “產生可以隨意打開或關閉的人工引力場是一個被捕捉或留給科幻小說的問題。”
他提出的理論裝置是基於大型超導電磁體,就像目前大型強子對撞機中使用的那種,可以產生良好控制的非常強的磁場,使物理學家能夠觀察這些磁場彎曲時空的方式。
Füzfa 的方法還沒有經過實驗測試,所以我們還不能對此感到太興奮,但他已經對所提議的設備進行了數學計算,而且一切似乎都是相加的。計算結果已發表在期刊上物理評論D(您可以在沒有付費專區的情況下閱讀完整的 pdf 文件arXiv.org)。
儘管他的主張聽起來很遙遠,但距離可能性並不遙遠。它是基於一種叫做等價原則,它是愛因斯坦廣義相對論的核心,它指出所有類型的質量和所有類型的能量都以相同的方式產生重力場並受到重力場的影響。因此,這意味著電磁場理論上可以像行星或太陽一樣彎曲時空,但唯一的問題是地球上任何物體產生的曲線都非常微小,我們無法偵測到它們。
現在,Füzfa 從數學上證明,透過堆疊大型超導電磁體,我們將能夠產生非常微弱的引力場,我們能夠使用高度靈敏的探測器來檢測它干涉儀。這些干涉儀的工作原理基本上是將重力場疊加在一起,以便物理學家可以獲得有關它們的資訊。
最大的問題是,這種現實設備的製造成本極為昂貴且具有挑戰性。這是一項相當大的投資,只有數學證明才能繼續。但是,能夠像操縱其他三種基本力量(電磁力、強核力和弱核力)一樣操縱重力,可能是足夠大的獎品,值得我們去賭一把。
「到目前為止,像這樣的科學進步只是科幻小說中的夢想,但它可以開闢許多新的應用,例如在重力波電信領域,」那慕爾大學說。 “想像一下,無需通過衛星或地面中繼即可呼叫世界的另一端。”