愛因斯坦錯了嗎？驗證第五種基本力的終極方法來了

近日，美國加州大學洛杉磯分校星系核心研究組的科學家在《物理評論》雜誌發文稱，他們找到了檢驗是否真的存在第五種基本力的終極驗證方法：在未來20年里，追蹤測量距離銀河系核心的超大質量黑洞最近的大量恆星的運行軌跡，觀察研究引力作用對於恆星運行軌道的影響。

因為在這樣的區域內引力作用極為強烈，這時候恆星的軌跡應該與廣義相對論預測的偏差最大。如果第五種力存在，這將是發現它的最佳時機，併產生新的引力模型，徹底改變我們對宇宙的認識。

目前我們對於宇宙的認識基本上是基於愛因斯坦的廣義相對論，這一認識依賴於自然界存在的四大基本力：引力、電磁力、強核力(強相互作用力)和弱核力(弱相互作用力)。

在這四種基本力當中，強核力和弱核力相對是屬於微觀世界的。強核力讓原子核牢牢聚合在一起，而弱核力讓某些原子的放射性衰變得以發生。而相比之下，引力和電磁力發揮作用的尺度比較宏觀。電磁力讓分子能夠結合在一起，而引力讓行星和恆星不至於四分五裂。

既然自然界中存在著電磁力、引力、強核力和弱核力四種基本作用力，那麼還會不會存在著第五種基本作用力呢?為此，科學界一直爭論不休。直到1998年，星系加速膨脹現象被發現，才結束了關於這種力是否存在的爭論。然而，承載第五種力的媒介無法用「物質」這個辭彙來描述和定義，「暗能量」概念油然而生。當代科學家朝思暮想破解第五種力的載體，也不斷在廣袤空間搜尋其存在的證據，但至今仍雲里霧裡。

美國加州大學洛杉磯分校星系核心研究組主任安德烈亞·蓋茲指出：「我們對於銀河系核心區域恆星運動的研究正在開啟引力研究的嶄新方式。」而作為首個在一個強引力場中對設想中的第五種力進行驗證的研究組，蓋茲也表示：「我們非常興奮能夠開展這樣的研究，因為我們可以問自己一個非常基本的問題：引力是如何工作的?」

圖為兩顆銀河系近核區恆星的運行軌跡圖。目前研究組正期待2018年夏季的到來，因為那是一顆編號為S0-2的近核區恆星最接近銀河中心超大質量黑洞的時機。

目前，研究組已經調閱了由夏威夷凱克望遠鏡所拍攝的迄今質量最高的銀河系核心區域圖像進行分析工作，其中有銀河系中心超大質量黑洞附近兩顆恆星S0-2和S0-38清晰的運動軌跡。他們正期待2018年夏季的到來，因為到時這顆名為S0-2的恆星將運行到比以往任何時候都更靠近銀河系中央超大質量黑洞的地方，受到最強大的引力拉動，這時候它的軌跡應該與廣義相對論預測的偏差最大。如果第五種力存在，這將是發現它的最佳時機!

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