因为一次意外的实验 ， 人类差点进入四维空间 ， 科学家们称：或许能重新开辟宇宙 。 这是科学家们成功测量到有史以来最小的引力场 ， 这一突破可能为研究暗物质的存在、额外维度的可能性以及引力的量子性质等基本宇宙奥秘开辟新的途径 。 NASA周三发表在《自然》杂志上的一篇论文称 ， 位于奥地利维也纳的研究小组展示了两个直径约两毫米大小的金球之间的引力耦合 ， 这是被测量到的引力场最小的单个物体 。 帕奇和普法夫是维也纳大学的博士生 ， 他们共同撰写了这项新的研究 ， 他们称鉴于进行测试所需的高精度 ， 这个新的实验是成功的 。 这令他们感到非常兴奋同时他们也松了口气 。
文章插图
帕奇和普法夫在一封电子邮件中说：“我们非常有信心 ， 我们可以为这些小部队建造一个传感器 ， 但要真正做到这一点 ， 在技术上仍然具有挑战性 。 很有趣的是 ， 通过分离重力 ， 特别是如果我们考虑到我们的实验需要更高的精度 。 维也纳城市马拉松的第一个完赛者穿过大约两公里外的终点线对实验都可能造成干扰 。 你可能会误以为这是对实验敏感性的比喻性描述 ， 但实际上 ， 当获胜者通过终点线时 ， 团队确实感受到了庆祝活动 。 帕奇和普法夫解释说 ， 团队用他们的仪器持续监测环境干扰 ， 并且能够在运动员经过他们的建筑物时和比赛获胜时检测到增加的噪音 。 他们说：“当时没有地震记录 ， 所以我们得出结论 ， 我们的信号肯定来自庆祝活动 。 ”
文章插图
万有引力是科学已知的四种基本力之一 ， 与电磁力、强核力和弱核力并列 。 但是 ， 尽管重力可能是我们日常生活中最熟悉的一种力 ， 但它却是四种力中最古怪的一个 。 粒子物理学的标准模型是一种对基本粒子及其相互作用进行分类的高度精准的理论 ， 它可以解释其他三种力 ， 但不能解释引力 。 相比之下 ， 爱因斯坦的广义相对论的确解释了大尺度上的引力 ， 但这一理论并不符合存在于原子和粒子微小领域的量子力学定律 。 将广义相对论与量子力学相结合 ， 从而描述量子引力（存在于量子尺度上的引力）是现代物理学的主要探索方向之一 。 出于这个原因 ， 科学家们渴望在更小的尺度上测量引力 ， 但这绝非易事 。
文章插图
引力是所有基本力中最弱的 ， 这意味着地震、电磁、甚至其他引力源的干扰都能压倒引力场的微小信号 。 为了解决这个问题 ， 海帕奇·普法夫与该研究的共同领导者托拜厄斯·韦斯特法尔和马库斯·阿斯珀梅尔领导的小组仔细地研究了过滤外部干扰的方法 ， 这些干扰来自接地源质量和移动测试质量之间的引力耦合 ， 两者都重约90毫克 。 因此 ， 测量技术、量子测量和微加工的进步将有利于解决这些开放问题 。 如果沿着这些路线继续取得进展 ， 实验可能最终会限制关于暗物质的理论 ， 科学家认为暗物质是一种不发光的物质 ， 在宇宙中比组成恒星和行星的普通物质更常见 。
文章插图
暗物质的提出是为了解释似乎在大尺度上影响恒星和星系的奇怪引力 ， 更好地理解引力的基本原理 ， 这将有助于解决其性质 ， 或揭示它是否存在 。 这项实验技术也可以揭示宇宙学和物理学中其他奇异理论的新见解 。 例如 ， 暗能量似乎正在加速宇宙膨胀 ， 它是否是未知能量来源？弦论认为宇宙包含了超出人类可以感知的四个额外维度 ， 而两者都与未解的引力之谜重叠 。 这些只是几个令人兴奋的新方向 ， 最终可能会剥离或建立在这个团队的新的实验技术之上 。
文章插图
帕奇和普法夫说：“我们已经在研究暗能量和修正引力的约束理论与我们目前的数据库 。 但是 ， 将我们的研究扩展到更小的质量和更短的距离 ， 将使我们能够对偏离已知引力定律的情况施加更严格的限制 。 ”他们总结道：最重要的是 ， 我们被量子系统的引力场是什么样子的这个问题所激励 。 虽然引力无所不在 ， 但我们对潜在的力的理解还不完全 ， 寻找引力在量子层面如何运作的线索或许能帮助我们回答这些问题 。
【四维空间|因为一次意外的实验，人类差点进入四维空间】
文章插图
推荐阅读
- 冬天|“我今年23岁，不敢和人牵手拥抱，都是因为这个恼人的玩意儿”
- 国际空间站|重达2.9吨！国际空间站竟扔了一块巨大的太空垃圾
- 肾脏|身体总是感觉乏力，不一定是因为劳累，也可能是肾脏出了问题
- 推土机|因为遭遇“不公对待”，美国男子改造推土机推倒市政大楼
- 沃柑|沃柑用过保鲜剂后，还能放心吃吗？专家称：因为不吃皮，风险不大！
- 宇宙|宇宙空间为什么是平坦的？而不是一个球？
- 宇宙|宇宙到底有多大？如何测量宇宙空间曲率？
- 炒糖色老炒黑？因为你总是用错油，掌握这些方法和技巧，保证成功
- nasa|NASA展示国际空间站“小型花园”和植物实验
- 空间站|空间站天和核心舱计划今年上半年在文昌发射