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(根据广义相对论的理论,由物质质量分布情况决定的时空曲率产生了引力。 反物质量和重力场的物质量的表现是否相同,需要通过实验确认。 )
在自然界中,每个粒子都遵循同样的规则,经历同样的力,同时感受到同样的基本常数。 宇宙的所有实体也受地球重力的影响,有时用重力加速度描述,有时用时空曲率描述。
光子和正常稳定的粒子在重力场中如预想的那样落下,地球以任何有质量的粒子9.8m/s^2的加速度向地球方向中心运动。 但是,我们没有测量过反物质的重力加速度。 一个实验试图揭示这个事件,这可能是科技革命的关键。
(阿尔法实验中反氢原子的轨迹。 现在可以一次稳定20分钟。 下一个逻辑步骤是测量重力场中的行为。 )
质量有完全不同的想法。 一个质量是惯性质量,对质量物体施力会加速。 这就是牛顿第二定律f=ma所解释的副本。 另一个质量是重力质量,这里的质量m表现在地球表面重力公式( w=mg )和牛顿重力定律公式f=gmm/r2中。 关于正常物质,惯性质量和引力质量相等。
(牛顿的万有引力定律( l )和库仑静电定律( r )呈大致相同的形状。 )
但是,关于反物质,我们完全无法测量。 我们对反物质施加非引力,看到它加速,它和正常物质的惯性质量完全一样。 f=ma和e=mc2既适用于反物质,也适用于正常物质。
但是,如果想了解反物质的引力行为,就不能只停留在理论上的期待上,需要实验性的测量。 幸运的是,有一个为实现这一点而设计的实验。 这是欧洲粒子物理研究所( cern )的alpha实验。
(阿尔法是测量引力场中中性反物质行为的最近的实验,阿尔法-g探测器可能有助于揭示答案。 )
反质子和正电子(反电子)被创造出来,在减速的同时,被迫相互作用,形成中性的反氢原子。 通过电场和磁场的组合,可以限制这些反原子,使它们稳定,远离使它们消失的物质。
我们成功地使它们一次稳定了约20分钟,远远超过了不稳定基本粒子存在的微秒时间。 研究表明,光子碰撞时,具有与原子相同的发射光谱和吸收光谱。 重要的是,我们已经明确了反物质的性质和标准物理预测完全相同。
(加拿大国家粒子核物理实验室triumf制造的阿尔法-g探测器是第一个用于测量重力对反物质影响的设计探测器。 垂直定向后,可以测量反物质下落的方向和程度。 )
当然,除了重力以外。 新的alpha-g探测器由加拿大国家粒子核物理实验室triumf制造,今年运到欧洲粒子物理研究所( cern )。 该探测器将反物质重力加速度的限制提高到临界阈值。 地球表面重力场存在的情况下,反物质加速度会达到+9.8m/s^2(下线)、-9.8m/s^2(上线)、0m/s^2(完全无重力加速度)或其他值吗?
从理论和应用的角度来看,除了预期的+9.8m/s2之外,其他任何结果都将是革命性的。
如果某种物质具有负引力电荷,它就会被我们知道的物质和能量所排斥。 )
每个物质粒子对应的反物质在相同的质量、重力场中具有相同的加速度、相反的电荷、相反的自旋和相同的磁性。 应该用同样的方法结合,形成原子、分子、更大的结构。 在这些不同的结构中,正电子转移的光谱应该相同。
反物质的惯性质量、电荷、自旋和磁性得到了证实。 反物质的结合和瞬态性质在阿尔法实验中通过其他探测器进行了测量,结果与粒子物理预测一致。
但是,如果重力加速度为负值而不是正值,世界就会逆转。
人工重力的可能性很有吸引力,但它是以重力质量的存在为前提的。 反物质可能是这样的质量,但我们还不知道。 这需要实验。 )
导电体可以在表面存在自由电荷的同时移动,但当其他电荷接近周围时,这些自由电荷可以通过在导电体表面流动而重新分配自身进行反应。 如果导体外有电荷,导体的内部就会被屏蔽,不受外部电源的影响,无法在空之间的区域产生均匀的引力场。
( 2个平行导电板的电荷相等,带电性相反,在其间形成均匀电场的电容原理图。 这个结构对重力是不可能的,除非有某种形式的载荷力质量。 )
但是,如果存在负的重力质量,这些都会发生变化。 如果反物质实际上是反重力,则认为重力由反质量或反能量构成。 根据我们现在理解的物理定律,不存在反质量和反能量那样的物质。 我们可以想象它们,讨论它们的行为,但关于重力,我们期待反物质有正常的质量和正常的能量。
但是,如果反质量确实存在,科幻小说家们几代人想象的一系列伟大的技术进步将成为可能。
(用于cam的虚拟Iron bird工具是制造人工重力的一种方法,但需要大量的能量,同时只允许非常特定的向心力。 真正的人工重力需要有点负质量的东西。 )
可以制造重力导体来保护自己免受重力的影响。 我们可以在太空上建立重力容量,制作均匀的人工重力场。
也可以像米格尔·阿尔库维尔在1994年发现的广义相对论数学处理方案一样进行扭曲驱动。
(广义相对论的阿尔库大楼处理方案将运动设定为类似于扭曲驱动。 这个处理方案需要负的引力质量,这就是反物质所能提供的。 )
这是难以置信的可能性,大部分理论物理学家认为这是极其不可能的。 但是,不管你的理论多么狂野,多么驯服,都必须用绝对的实验数据来验证它。 只有测量和检查宇宙,才能准确地揭示自然界规律是如何起作用的。
测定反物质的重力加速度达到什么值,必须对自然界未知的状态保持开放的态度。 对反物质来说,等效原理可能不成立。 实际上可能是100%的反真。 如果是那样的话,就会打开一个有可能的新世界。 我们可以改变人类目前在宇宙中可以创造的已知极限。 几年后,我们将通过最简单的实验来理解这个答案。 将反原子放置在重力场中,注意下落的方向。
来源:安莎通讯社
标题:“反物质也会受重力吗?地球是吸引它还是排斥它”
地址:http://www.a0bm.com/new/19282.html