摘要:不说还真不知道,原来早在1971年就有人发明了一部宣称可以人为产生重力场的装置。"动力质量场产生器",甚至成功申请到美国专利第362605号。既然如此,为何现今仍依赖火箭技术?为何不让星舰直接靠人工重力场升空?显然,以人类目前的科技水平尚无法实现人工重力。但"
不说还真不知道,原来早在1971年就有人发明了一部宣称可以人为产生重力场的装置。"动力质量场产生器",甚至成功申请到美国专利第362605号。既然如此,为何现今仍依赖火箭技术?为何不让星舰直接靠人工重力场升空?显然,以人类目前的科技水平尚无法实现人工重力。但"人为产生重力"真的完全不可能吗?
要探讨这个问题,首先得理解"重力"的本质。在科幻作品或神话中,操纵重力一直是经典题材。从腾云驾雾的幻想到现代飞机与火箭,人类虽实现飞行,却仍需依赖推力抵消重力。科幻作家H.G.威尔斯在1901年的小说《月球上的人》中,便描绘了反重力物质的构想。
然而,现实中的重力究竟如何运作?中学时学过的牛顿万有引力定律指出,物体间的吸引力与质量成正比,与距离平方成反比。但此理论无法解释光为何受黑洞重力吸引,毕竟光没有静止质量。
这时,爱因斯坦的广义相对论于1915年提供了全新视角。质量与能量会扭曲时空,而重力正是时空弯曲的表现。就像铅球压陷跳床表面,物体会沿凹陷的时空运动,光行经大质量天体时路径弯曲的"重力透镜效应",以及黑洞捕获光的现象,皆由此理论解释。
广义相对论的验证来自两大关键。
·一是爱丁顿爵士透过日全食观测到星光偏折与预测吻合;
·二是精确解释水星轨道进动现象,这些成功奠定其作为重力理论的基石。
该理论还衍生出重要结论。例如"等效原理"--重力场与加速运动的物理效应等效。若在加速上升的电梯中,你会感到类似重力的下拉。同理,光在加速参考系中会偏折,而重力场中的光亦如此。这解释了重力对光路的影响。
更惊人的是,广义相对论预言"时间膨胀":时间流逝越慢。2014年电影《星际效应》中主角登陆黑洞附近星球数小时,返回后同伴已衰老23年,正是此效应的体现。2016年LIGO侦测到重力波,进一步验证了爱因斯坦的预言。大质量天体加速运动时,时空涟漪以光速传播。
尽管广义相对论革新了人类对宇宙的认知,但它仍有局限:未纳入量子力学。科学家仍在追求统合两者的"量子重力理论",以解释黑洞奇点与宇宙起源等难题。
回到最初问题:反重力物质或人工重力装置是否可能呢?根据等效原理,反重力物质,如被重力排斥的物体,尚未发现任何证据。现阶段模拟重力仅能透过加速度,如旋转太空站产生离心力。除非未来突破量子重力理论,否则直接操纵重力仍是幻想。
广义相对论已是现代宇宙学的核心工具,从GPS修正到黑洞研究皆不可或缺。然而,量子与重力的融合仍是未竟之路。
来源:青翎说一点号