爱因斯坦的广义相对论预言,当周围有一个巨大的物体时,它会一起运动。无论巨人是平移还是旋转,这都是事实。虽然这种效应很弱,但实验证明它确实存在。2004年启动的重力探测器B实验旨在测量地球附近的时空畸变。虽然干扰源大于预期,但惯性系统阻力效应测量的不确定度为15%。换言之,惯性系统中存在阻力效应的可能性高达85%,进一步分析有望在更大程度上降低测量不确定度。
实际测量和预测结果非常接近:由于地球自转,轨道探测器与地球之间的距离每年缩短约2米。这纯粹是由于地球的巨大重量导致周围时空的扭曲,从而产生惯性系的阻力效应。但是探测器没有感觉到这种额外的加速,因为探测器本身没有加速,而是由它的时空阻力引起的。就像把地毯拉到桌子底下。桌子在移动,但不是桌子本身。
负能量理论上,绝对零− 273.15°C应该是能够达到的最低温度,在该温度下,所有粒子的运动完全停止。但因为在量子力学中,每个粒子都有最低的能量,称为“零能量”;所以你永远不能把事情冷却到绝对零度。更值得注意的是,不仅粒子的能量最低,而且还有真空,即“真空能量”。只要做一个相当简单的实验,就可以证明“真空能”的存在。把两块金属板放在真空中,使它们靠得很近。当极板之间的距离减小到一定程度时,它们会自动吸附在一起。
这是因为极板之间的能量只能在特定频率下共振,而极板外的真空能量几乎可以在任何频率下共振。由于板块外的能量大于板块间的能量,板块被挤压在一起。板块越靠近,压力就越大。在大约10纳米的间距下,这种效应(卡西米尔效应)将产生1个大气压。因为极板之间的真空能量低于正常的零能量,所以称之为负能量。负能量有一些不寻常的性质。
例如,在负能量真空中,光速比在正常真空中快。换句话说,有一天,我们可能会在一个类似负能量的真空泡泡中以光速飞行。虽然理论上可能存在可穿越的虫洞,但虫洞在产生时会立即消失,无法保持开放状态。负能量可以用来抵抗开放的可穿越虫洞。
负能量也会导致黑洞蒸发。真空能量通常被各种理论模型描述为突然产生并湮灭的虚拟粒子。因为只要粒子一代又一代地湮灭,它们就不会违反能量守恒定律。然而,如果在黑洞的视界处产生两个粒子,则一个粒子可能从黑洞逃逸,另一个可能落入黑洞。这样,它们就不会消失,两个粒子都会变成负能量。一般来说,真空粒子被认为成对出现,成对消失。当负能量粒子落入黑洞时,它会减少而不是增加黑洞的质量。随着时间的推移,这些粒子最终会导致黑洞完全蒸发。自从斯蒂芬·霍金最初提出这个理论以来,从黑洞逃逸出来的粒子被称为霍金辐射。这是第一个公认的量子理论和广义相对论的统一理论,也是霍金迄今为止最伟大的科学成就。
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