地球为什么会产生那么大的重力?

“反重力”是一种非常美妙的科幻设想,假如有了它,我们发射火箭就变得非常轻易,从而宇宙航行的门槛就会大大降低。 但是他目前还仅仅是一种科幻设想而已,完全不知道应该如何去实现它。

重力,或者说引力的存在,仅仅与质量相关,有质量就会存在引力(不管是由原子分子构成的我们这些普通物质,还是现在说不清道不明的暗物质)。 从牛顿发现万有引力之后,爱因斯坦把狭义相对论推广到了广义相对论,后来有了我们现在非常热门的黑洞。 这些概念都是在讨论宏观上的引力现象,并不曾涉及引力产生的机制到底是什么。 粒子物理给我们指的一个方向,各种粒子之所以具有质量,是它们与神秘的希格斯场(也就是在2013年欧洲核子中心发现了希格斯粒子,从而使美国科学家希格斯获得了当年的诺贝尔物理学奖)发生相互作用的结果。 那么是否我们如果获得了可以控制希格斯场的手段,就可以至少取消质量,从而取消重力了呢?当然这个前提需要我们对于希格斯粒子、希格斯场有更深入的了解,在他们的背后究竟还有什么样的机制,应该如何(非常重要的是)在宏观上对进行掌控。

所以从目前来说,对于重力就是引力,我们了解的并不多。 虽然引力作用大概是我们发现的第一种基础的作用力。 在《星际穿越》这部电影之中,切实描绘了在大黑洞附近,某颗行星上一天等于地球上的七年(我想我们是不乐意在这样的星球上居住的,从这样的星球上到外部的宇宙空间去考察,实在是太麻烦了)。 这种相对论效应是因为行星位于黑洞的引力场之中。 反过来说,控制的希格斯粒子,是否就控制了质量,从而控制了引力场,这也仍然是未知的。

在1970年代发展出来的标准粒子物理模型中,大部分粒子已经找到了,希格斯粒子也找到了,但是负责引力作用的粒子(引力子)仍然尚未找到。 当然,这里还涉及从牛顿以来几何化的引力理论,跟量子化的量子物理学之间如何能够兼容的问题。 所以,“反重力”这个设想听起来很有趣,要实现起来,可能还需要漫长的探索过程。

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