万有引力之虹
2021-03-03石无鱼
科学之谜 2021年12期
石无鱼

月球距离地球约384400千米,它在太空中悄无声息地运行着。实际上,我们不仅仅知道它的距离,还确切知道月球每一时刻在哪里,以及下一刻它将走什么路径。我们的预测精度能达到1毫米。
支配着月球运行的是万有引力定律。我们对引力的认识,跟物理学上几个最伟大的名字联系在一起:伽利略、牛顿和爱因斯坦。迄今,描述引力最成功的是爱因斯坦的广义相对论。
但现在有两个问题:广义相对论与描述微观世界的理论——量子理论,并不一致;而且,宇宙正在加速膨胀,这与引力使宇宙万物相吸相聚的图景相悖——虽然我们将宇宙加速膨胀归因于暗能量,但暗能量是什么,至今八字没一撇。
所以,现有的引力理论或许能让我们准确预测月球的运动,但当谈到更广阔的宇宙时,也许遗漏了一些东西。
那会是什么呢?有人认为,或许我们应该考虑,引力本身是有质量,或者更确切地说,传播引力的引力子是有质量的。
引力简史
与电磁力等其他基本作用力相比,引力最显著的一点是,它是普适的。它的普适性首先表现在,任何有质量的物体之间都有引力作用,引力是有质量的物体的本质属性。而你试想一下,任何东西可以没有电荷,但哪会没有质量呢?哪怕像光子这样静止质量为零的粒子,也有运动质量。所以,引力的作用对象遍及宇宙万物。
引力的普适性还表现在,引力只跟物体的质量有关,至于物体带不带电荷,光滑还是粗糙,坚硬还是柔软,白的还是黑的,这些属性跟引力都统统无关。……
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