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目前科學家仍然不能解釋萬有引力

在宇宙中所有的力中,萬有引力是我們最熟悉的。每次我們起床,拿起咖啡杯,甚至只是站在那裡,我們都能感受到它的影響。所以當我們告知宇宙中所有的力中,重力也是最難用科學方法解釋的時候,你可能會很驚訝。要理解其中的原因,我們必須深入到相對論和量子力學的領域。

引力是標準模型的四個基本力之一。有一個經典的漫畫說到,其中一個角色試圖向另一個角色解釋這些力,開始時很容易解釋重力和電磁學。他開始在強大的核力量周圍被絆倒,當他到達弱核力量時,他只能語無倫次地喃喃自語。在漫畫的第二段文字中,他說:「在這四種基本力量中,有一種我們並不真正了解。」另一個角色開始回答:「是弱力還是強力?」解釋的人回答:「是重力。」

這就很好地解釋了我們所做的和我們不了解宇宙的奇怪的本質。我們可以確定什麼物質包括亞原子水平,以及弱核力和強核力是如何把這些粒子結合在一起的。我們知道電磁力約束帶電粒子。

萬有引力是另一種球賽。首先,它比其他三種力弱得多。例如,將兩個帶正電荷的質子分開的電磁力,比將它們合在一起的引力強1036倍。儘管其他所有力量都有一個相反的因素—推和拉—引力似乎只是在拉動。這種園藝部隊是我們所知道的最神秘的一支。

這並不是說我們不了解重力。實際上牛頓的運動定律很適合掉蘋果和超速行駛的火車。問題是,當事物變得太小或太大時,萬有引力就會分崩離析,這使得人們很難理解原子和黑洞之類的東西。

關於引力的問題可以歸結為我們對宇宙運行方式的兩種最佳規則之間的衝突:愛因斯坦的廣義相對論和量子力學。量子力學是相對簡單的。在很大程度上,它關注個體之間的相互作用,並且假設時間的流逝和空間的形狀是固定的。但是相對論說,所有這些相互作用都發生在時空結構中,時空結構可以彎曲和拉伸,這取決於進行相互作用的事物。所以當我們看引力的時候,比如一個光子和一個電子之間的引力,有很多東西要考慮: 我們不僅要考慮到它們之間的所有可能的量子相互作用,而且還要考慮到潛在時空所有可能的構型。

聰明的科學家已經想出了解決這個問題的辦法。理論上的粒子稱為引力子是一個固定點,但是到目前為止,我們最強大的探測器還沒有找到它們存在的證據。另一些人認為,引力可能是一種奇特的量子糾纏形式。但也許最可能的解釋是為什麼我們不能用我們解釋其他三種力的方式來解釋重力,是因為它不是一種單獨的力,而是宇宙中所有其他部分自然產生的某種東西。就像電腦晶元上的一些小片段或者戲劇性的遊戲一樣,重力可能是我們周圍發生的所有小事情的最終結果。

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