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你如何怀疑反物质的引力?

编辑:网友投稿来源:互联网整理更新时间:2020-08-30 10:35:53

在我们拥有的最好的引力理论——广义相对论中,引力场是由物质的应力-能量-动量张量决定的。这个张量不会改变反物质的符号。例如,一个反物质完美流体仍然具有正能量密度和正压力。

同样在同一个理论中,一个粒子在引力场中的轨迹只取决于它的初始位置和速度;其他性质,特别是它是物质还是反物质,都不起作用。

此外,我们知道至少有一个粒子,光子,它自己的反粒子;然而光子是受重力影响的(例如,光被太阳弯曲)。

这些事实强烈地表明反物质对引力的反应与正常物质没有任何不同。

不过,也许我们的理论是错误的。在这种情况下,区分主动重力质量(当某物是重力源时)和被动重力质量(在引力场中决定物体的重量)是很重要的。

根据我们的观察,特别是对本身就是反粒子的无质量光子的观察,反物质的被动引力质量几乎肯定与正常物质相同。

但是反物质是排斥性引力的来源吗?我认为不太可能,但也不能肯定地排除这种可能性。这就创建了一些有趣的场景。在这种情况下,反物质会排斥物质和反物质,而物质会吸引两者。这当然可以为一些有趣的应用打开大门,如果你愿意的话,“重力机器”。

不幸的是,这需要对爱因斯坦的引力理论进行戏剧性的颠覆,而我在视界上看不到这一点。事实上,我相当肯定,不可能在引入如此戏剧性的颠覆的同时,让理论与所有的观测数据保持一致。我从爱因斯坦这个已有100年历史的理论中学到的教训之一是,它非常“紧凑”:你在理论的各处改变一件小事,它就会导致另一处完全毁灭。要对该理论进行哪怕是微小的修改都是极其困难的(对于有技术思维的人来说,读一下Brans-Dicke理论以及它失败的原因是很好的一课),而改变反物质在重力作用下的行为的修改是相当引人入胜的。
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