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物理学天字一号谜团:引力哪儿来的?
2016-12-30 00:41:49  出处:怪罗科普  作者:Dillan 编辑:上方文Q   点击可以复制本篇文章的标题和链接

在宇宙空间,引力牵引物质形成星系、恒星、黑洞等天体。然而,尽管引力无限延伸,但它却是宇宙中最弱的基本力。

这个特点也使得引力最具神秘,因为科学家无法简单地在实验室中测量它,然而很容易测量到它对行星和恒星的影响。例如,两个带正电荷的质子之间的斥力比它们之间的引力拉力强10^36倍——即一万亿亿亿亿倍。

物理学家想把知道已久的引力引入标准模型——这是现代物理学的至高理论,解释了物理学中的另外三个基本力,但唯独引力失败了。爱因斯坦的相对论能很好地应用于宏观天体中,但却无法适用于微观世界。

物理学天字一号谜团:引力哪儿来的?

引力与标准模型描述的其他基本力完全不同。当物理学家做一些关于小型引力相互作用的计算时,无法得到合理的结果,数学根本不起作用。

物理学家知道这肯定不是数学的问题,因此他们猜测很可能存在一种看不见、很微小、无质量的粒子——即引力子,由它们发出引力场。

这种假想粒子以光速运动,并牵引着宇宙万物。然而,如果引力子在宇宙中如此普遍,那为什么物理学家没有找到它们呢?

虽然物理学家可以检测无质量的粒子——如光子,但是无法检测到引力子,因为它们与物质的相互作用太弱了,物理学家根本不知道如何检测引力子,但物理学家认为,他们最终会捕捉到一些隐藏在更容易检测到的粒子阴影中的引力子。

不过,物理学家没有利用粒子加速器来发现引力子。目前的努力集中在确认希格斯玻色子的存在,希格斯粒子赋予物质的质量,它是引力子的远亲粒子。

物理学天字一号谜团:引力哪儿来的?

寻找诸如希格斯玻色子等难以捉摸的粒子,就如同时间旅行。通过使用巨型加速器来使粒子加速至接近光速,然后将它们碰撞在一起,物理学家就能模拟在早期宇宙中存在的惊人能量。

物理学家认为,如果发现希格斯玻色子,那在粒子加速器中就有可能检测到与希格斯粒子相近的引力子。

此外,还有一个实验可以寻找引力子,那就是探测引力波。引力波可能由引力子组成,通过测量引力波,可能就能探测到引力子。

而引力波在今年年初已被首次发现,因此,物理学家现在要做的就是要想办法来检测单个引力子,但这是个很大的问题。

物理学天字一号谜团:引力哪儿来的?

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