兩個物體,保持質量不變,距離不變,之間的萬有引力會變化嗎?
兩個物體,保持質量不變,距離不變,兩者之間的萬有引力會變化嗎?你也許會說,當然不變;萬有引力定律告訴我們,引力與質量成正比,與距離平方成反比(比例係數稱作G)。當質量和距離都不變時,引力當然也不變。
沒錯,萬有引力定律是這麼說的,G是個常數。但要是G不是常數,而是會隨時間變化的量呢?那這樣一來,縱使質量和距離都不變,引力也可能發生變化。
物理學家通過時G的測量,就對G是不是常數產生了懷疑。如果G不是常數,那將是一個了不起的發現。
說起這個G,雖是物理學上的基本常數之一,還真不容易測準確。原因在於引力是自然界4種基本作用力中最弱的一種,時於日常的物體,質量和距離固然可以測得非常准,但存在於它們之間的引力實在太小,很不容易剛量;而時於質量巨大的天體,引力固然很大,容易測量,但質量和距離又沒辦法測准。
在歷史上,G的值最早是1798年由英國物理學家卡文迪許通過扭砰測得的。自那以後,科學家還用不同的方法多次測量過G,當然每次得到的值都會稍有差異,這被歸結為是不同測量方法所帶來的誤差。
但是近兩次時G的剛量,得到的結果卻有些蹊蹺。兩次測量都是同一個研究小組用同一套設備測的。一次是在2001年,當時剛得的G低於公認值萬分之2.9;另一次是在2010年,剛得的G高於公認值萬分之2.4;雖然我們看起來這兩個誤差都不大,但在內行人眼裡,已經超出了可容許的範圍,所以其中必有「貓膩」。
當然,迄今大多數人認為,誤差如此大可能還是實驗自身的問題。但問題是,這個小組在做2001年那次測量時,國際上另一個小組用不同的方法也對G進行過測量,當時兩個小組所測得的結果很接近。如果一組的結果錯了,那另一組的結果顯然也錯了,但這也太巧了。
所以,有一部分物理學家提出,G可能會隨時間變化。這種變化有助於我們搞清推動宇宙加速膨脹的黑手一一暗能量的真實身像有個理論認為,暗能量是宇宙中的第5種基本作用力(其他4種是引力、電磁力、強核力和弱核力),它會讓引力發生周期性地變化。如果這個理論正確,那就可以解釋兩次測得的G,忽大忽小的現象了。
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