在科幻小说的众多设定中,真正的反重力技术无疑是一只圣杯。不过尽管它能解决众多小说中的困境,科学家尚未发现将其实现的办法——至少,进度条远没有公众想的那么快。究竟是什么阻碍了我们掌握这一神奇技术呢?
今天就来揭晓这个非同一般的问题:至今未能发明反重力技术的现实困境究竟是什么?
反重力概念假设有办法能抵消重力效应,或者能创造被引力推开而非吸引的物体。这与人造重力场不同,人造重力技术是真实存在,并可以在外太空实现的。
上世纪六七十年代,离心空间站设计被构造出来,如果当时有人愿意投资建设,它会成为现实。任何有质量的物体都能产生引力势场——这符合引力原理——大质量的物体扭曲了它周围的时空,并对其他物体产生吸引,使它们围绕自己运动、或与自己发生碰撞。而反重力则是一种可以使物理学标准模型中四大基本作用力——重力反转的方法。
自19世纪以来,这一设定一直被科幻小说拿来使用,因为牛顿关于重力的万有引力定律似乎允许这种反作用力的存在。因此,找到一种方式来实现重力的反作用力成为令众多作家痴迷的事情,H.G.Wells就是其中一员,他在故事中设定了一种“阻挡”重力的东西。像这种“阻挡”重力的设定显然不可能存在,但关于反重力的想法在主流文化中一种存在,一路伴随现代对不明飞行物的都市传闻发展。不明飞行物仿佛在以各种神秘的方式运动,盘旋、疾驰、有时悄无声息运动。这些听起来好像是外星人在利用反重力技术推动他们的飞船,假如外星人真的存在,反重力技术将使他们更容易的往返地球,而不必使用诸如火箭等方式引人注意。
毕竟,如果他们每次发射火箭离开地球回到太空,我们对于他们此刻肯定已经众所周知,这是鉴于上升到在的阴谋论牵涉麦加飞碟目击事件,主要是飞碟坠击国土以及由科学家秘密制造的逆向工程。这也已经宣称是纳粹党人过去研制的某种反重力装置,在另一个流行的阴谋论中,称为"死亡钟"或者"铃",因为它特有的形状。根据支持者所描述,尽管过去从没确切地出现在战争期间,"死亡钟"仅仅只是众多被误以为是纳粹"神奇武器"的其中之一,尽管它有一个特定与之相关的物理站点,但大多数可能并不存在。绰号"希特勒的巨石阵"是建立在被纳粹占领的波兰上面的一个诡秘设施,直到今天,没人确切地肯定这是什么——尽管它有个在地下通行的隐密隧道。
一些意见认为尽管它有个地下通道在运行,一些意见认为这种结构是“死亡钟”的试验场。但我们确实不知道这个没有真实出现过的装置直到2000年,很可能它从头到尾是一个骗局。尽管有这些充满惊险的故事,目前全世界科学家达成一致,我们没有反重力技术的原因也许这是纯粹不可能的,牛顿猜想可能已经赞成了这个想法,但是我们现在有一个新方式描述重力——爱因斯坦的广义相对论,以及依照这个模型,反重力不是可达到的,无论如何不可能像科幻小说家希望我们的那样反转有阻碍的重力。
不过,那个仍有可接受的科学研究创造一个抵抗重力的力的方法,已经有一段时间的理论说明,一个能通过反物质的解决方案,例如,反物质是著名的难以捉摸的,正常原子由质子和中子组成的一个原子核以及绑定到原子核的电子组成的。反原子,另一方面,用反质子替换质子,以及用正电子替换电子,那些潜在的争论,反物质能通过重力被排斥同样的正常物质被吸引。意味着它能上升而不是下沉。但是它已经被众所周知地证实在实验室中难以学习,以及那些残余明显可能反物质像普通物质一样以完全相同的方式与重力相互作用。
所以,粒子物理标准模型并不适用于解释反引力,那么,何不试试超越标准模型,进入更加诡谲迷人的弦理论领域?
目前,宇宙两大模型理论,粒子物理标准模型和量子物理,并不能和谐相容。我们还缺乏一个宇宙万有理论——一个量子引力理论,将标准模型理论与量子物理完美兼容。而这一点,或许弦理论能够做到。
(以上这段我按照英文原文翻译,但觉得英文原文有误,因为粒子物理标准模型是基于量子场论的,它和量子物理是相容的。不相容的是相对论和标准模型,标准模型不能解释万有引力,所以我改成以下翻译:)
目前,宇宙两大模型理论,相对论与量子物理,还不能和谐相容,标准模型并不能完美自洽地解释宇宙的一切现象,比如万有引力。我们还缺乏一个宇宙万有理论——一个量子引力理论,将量子物理与相对论完美兼容。而这一点,或许弦理论能够做到。
支持弦理论的物理学家尝试用一种有待证实的假想基本粒子“引力子”解释引力的存在,据推测,“引力子”或许能够产生反引力。然而,弦理论目前仍是未经验证的构思而已,这一理论如此异乎寻常,以至于我们还不清楚究竟如何证明其真伪。
如今,一些科技的发展,确实使人们产生了能够对抗引力的幻想。我们已经能以各种方式飞离地球,只要有无穷的燃料供应,飞机就可以一直在空中翱翔,垂直推力运用于直升机和无人机也已是司空见惯。我们甚至已经拥有无需借助引擎或螺旋桨即可使物体升空的办法,虽然并不是通过反引力来实现,而是利用磁体营造的磁力悬浮效果,即用两个磁体同极相斥,使得其中一个能够漂浮起来。
尽管由于同极磁体之间持续强大的斥力,想要使磁悬浮效果保持稳定并非易事,但这项技术我们确实已经掌握。如磁悬浮列车,就是利用这一原理,极小的悬浮却能极大地减少摩擦力,它们的运行速度远超其他轨道交通工具。磁悬浮列车使用电力驱动,确保其清洁无污染,但很可惜,它依然不是运用反引力作用。
科学家们还做过各种各样看似反引力在生效的神奇实验。比如在容器里装满高密度流体,通过不断震动容器底部,在液体和容器底部之间形成空间,使流体悬浮无法掉落。科学家还在该实验中放入小帆船玩具模型,并亲眼见证了小船“漂浮”在液体下表面的神奇现象。回溯20世纪50年代,一个更为奇特的研究中发现,通过不断震动摇晃的钟摆,钟摆能够回摆并保持向上倒立。
fy:Nina,圆圆,克莱登大学神秘博士,