
编者注: 我们询问了来自各个领域的几位科学家,他们认为今天最伟大的奥秘,然后我们也添加了一些脑海。本文是LivesSience的“最大谜团”系列中的15篇文章之一。
在空间的最深处,重力拖船在物质上形成星系,恒星,黑洞等。然而,尽管它的无限范围,但重力还是宇宙中所有力量中最大的。
这种弱点也使其成为最神秘的,因为科学家无法轻易地在实验室中测量它,因为他们可以检测到它对行星和行星的影响星星。例如,两个带正电荷的质子之间的排斥比重力的拉力强度为10^倍,这是1次的拉力 - 那是1个,其次是36个零零。
物理学家希望将小旧重力挤入标准模型 - 现代物理学的皇冠犹太理论,解释了物理学中其他三种基本力量 - 但没有一个成功。就像在泳池派对上的跑步一样,使用爱因斯坦的相对论时,重力只是不适合
伊利诺伊州费米拉布(Fermilab)的理论物理学家马克·杰克逊(Mark Jackson)说:“重力与标准模型所描述的其他力完全不同。” “当您对小重力互动进行一些计算时,您会得到愚蠢的答案。数学根本无法正常工作。”
重力的gremlins
这些数字可能不是吉布,但是物理学家对重力的看不见的绿色蛋白酶有预感:小的,无质量的颗粒称为引力,它们会散发出重力场。
每个物质上的每个假设的拖船宇宙,快速允许的速度很快。但是,如果它们在宇宙中如此普遍,为什么物理学家没有找到它们呢?
芝加哥大学的宇宙学家迈克尔·特纳(Michael Turner)说:“我们可以发现无质量的颗粒(例如光子)很好,但是吸引人却散发出我们的含义,因为它们与物质的相互作用较弱。” “我们根本不知道如何检测。”
但是,特纳对人类对重力的追求并不沮丧。他认为,我们最终将吸引一些隐藏在更容易检测到的颗粒阴影中的讨厌的颗粒。
特纳说:“真正的是技术。”
但是,物理学家尚未使用机械巫师来发现重力。目前的努力集中在确认希格斯玻色子的存在上,这是重力的远处堂兄粒子,负责给物质质量。
找到“厕所”
Sheldon Glashow,1979年的获胜者诺贝尔奖在物理学中,曾经将希格斯称为粒子物理标准模型的“厕所”。
特纳(Turner)解释说,格拉肖(Glashow)创造了这个术语,因为希格斯(Higgs)执行了必不可少的功能:至少以智力方式保持标准模型的功能。
特纳说:“实际上,希格斯更像是带有胶带的水管工,将标准模型放在一起。” “很多东西都包裹在希格斯中。”
他指出,这是正确的,因为这需要使其他涉及质量的力量(例如重力)具有感知意义。
特纳说:“与此同时,希格斯可能会令人沮丧,因为它不会对重力散发出很大的影响。”假设最终发现了粒子。
加速答案
发现诸如希格斯之类的难以捉摸的颗粒就像在时光漫步一样。通过将巨大的机器用于接近光速的颗粒,然后将它们粉碎在一起,工程师可以模仿早期宇宙中存在的令人难以置信的能量。
因此,在宇宙存在的早期,粒子太活力而无法粘在一起并形成更熟悉的质子,中子等。
根据物理学家的Web日志,Tevatron是Fermilab的4英里圈(6.3公里)粒子加速器,可能已经在加速器数据中发现了HIGGS。但是特纳说,新的大型强子对撞机(LHC)在法国和瑞士下面绕着17英里(27公里)盘旋,应在几年内清楚地证实这一点。
他说:“我认为当发现希格斯时,这将是一种放心。”但是,粒子加速器最终会弹出重力吗?
威斯康星大学密尔沃基分校的引力理论家泽维尔·西门子(Xavier Siemens)说,显示重力的作用就像是首先需要发生浪潮。
西门子说:“从经典上讲,我们可以测量波浪,而波是由颗粒组成的。”他还是激光干涉仪重力波观测站(Ligo)的成员,该激光仪重力波动台(Ligo)寻找引力的波动证据。通过检测引力波,将有理由暗示真正存在的Graviton,并开始寻找它。
西门子说:“在这一点上,这似乎是科幻小说。但是,从理论上讲,我们应该能够检测到单一的吸引力。” “但是一个大问题是怎么回事。”