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瓢虫也拥有扭曲时空的能力,人类第一次把它测了出来

CHEN

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维也纳大学和奥地利科学院的研究人员成功地使用高度敏感的钟摆测量了直径仅为2 mm的金球的重力场,从而获得了最小的重力。这个实验为在前所未有的尺度上测试重力定律开辟了新的可能性。

研究结果发表在《自然》杂志上。

重力是自然界所有已知力中最弱的,但它在日常生活中表现得最为强烈。月球比地球轻约80倍,小近4倍,物体下落速度比地球慢6倍。在一个瓢虫大小的星球上,物体的下落速度比在地球上慢300亿倍!

为了测量瓢虫大小的微型物体所产生的重力,研究人员借鉴了卡文迪什的实验装置。1797年,卡文迪什使用钟摆装置,成功地测量了一个30厘米高、160公斤重的铅球产生的引力。他也因此被誉为第一个称量地球的人。

研究人员使用一个重90毫克的2毫米金球作为测量目标,扭摆由一根4厘米长、半毫米厚的玻璃棒组成,悬挂在直径为千分之几毫米的玻璃纤维上。类似大小的金球附着在杆的两端。

这种只有百万分之几毫米的运动可以在激光的帮助下读出,并可以得出关于力的结论。当然,实验中还需要克服非重力效应(如地铁产生的震动)因素。

这是人类第一次能够确定一个质量大约相当于瓢虫的物体的引力场。根据爱因斯坦的理论,引力是质量在其他质量移动的时空中发生弯曲的结果。研究人员由此戏称:“所以我们实际测量的是瓢虫是如何扭曲时空的。”

下一步,研究人员计划研究比它轻几千倍的物体的重力。

测量小质量、小距离重力场的可能性为引力物理学的研究开辟了新视角,并有可能通过引力变化找到暗物质或暗能量。

编译/前瞻经济学人APP资讯组

原文链接:

http://dx.doi.org/10.1038/s41586-021-03250-7


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