您在這裡

填補愛因斯坦理論漏洞 科學家尋找第五種自然力

就目前科學界對宇宙的認識,宇宙是由四種基本力所掌控的:引力,電磁力,強核力和弱核力。但可能還存在著另外一種力,科學家稱它為第五種力。

如果它存在,這不僅可以填補愛因斯坦廣義相對論中解釋不清的漏洞,也可以讓我們重新認識宇宙運作的規律。現在物理學家已經準備好探索並檢驗是否存在這種神秘的第五種力。

目前科學界認為四種基本自然力維繫著從小到粒子,大到宇宙星體之間的穩定狀態。強核力和弱核力作用於微觀世界,強核力讓原子核聚合在一起,弱核力導致某些原子的放射性衰變。引力和電磁力作用於宏觀世界,電磁力讓分子結合在一起,引力讓星體和星系間保持穩定不至於在運轉中互相脫離。

在這四種力中,引力是人類還不知道如何創造和控制的最後一種。在它應該掌控的範圍中,有些現象引力學說也解釋不清,比如,天文學家在對宇宙的觀測中發現,宇宙中的引力要比其中所有可見物質能夠產生的還多。無數星系都在持續高速運動和運轉中,按目前的理論計算,宇宙中可觀察到的物質間產生的引力,是無法讓眾多星系維繫在一起而不分崩離析的。

為了解釋這種現象,科學家認為宇宙中可能存在著一種看不見的暗物質,它能產生星系間足夠大的引力讓星系保持穩定運行。但目前為止還未能找到證明暗物質存在的證據,一些物理學家認為,引力應從四大基本自然力中去除。還有些物理學家提出,宇宙中可能存在著另外不被了解的第五種自然基本力,它可以填補目前理論中的漏洞。

加州大學洛杉磯分校的星系中心研究組主任Andrea Ghez教授說:「愛因斯坦的理論很好地描述了引力,但有很多證據表明這個理論存在著一些漏洞。超大質量黑洞的存在告訴我們,目前關於宇宙如何運作的理論還不足以解釋黑洞是甚麼。」

現在這個研究小組提出了對第五種力理論的測試方法,即檢測宇宙中引力極強的地方。該團隊使用夏威夷凱克天文台的望遠鏡捕獲銀河系中心高清晰度圖片,這樣他們將能追蹤銀河系中心有著強大引力的超大黑洞附近的恆星運行軌跡,並觀察引力對於恆星運行軌道的影響。他們將在接下來的二十年裏持續觀察和追蹤這些恆星,以獲得關於引力或第五種力對於恆星影響的結論。

Ghez教授說,如果引力是由愛因斯坦廣義相對論以外的東西驅動的,那麼恆星的軌道將會出現微小變化。

研究團隊正期待著2018年的夏天,屆時,一顆名為S0-2的恆星將運行至與銀河系中心超大黑洞最接近的位置,它將受到最強的引力作用。那時,愛因斯坦引力理論產生的偏差將可能達到最大,有望給出第五種自然基本力是否存在的證據。

关键詞: 
栏目: 
首页重点发表: 

Theme by Danetsoft and Danang Probo Sayekti inspired by Maksimer