衛星上「自由落體」實驗尋暗物質蹤跡

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【大紀元2020年02月05日訊】(大紀元記者笛睿編譯)17世紀,物理學家伽利略登上比薩斜塔投擲兩個不同大小的球證明物體下落速度和物體的體積無關。今天,一組科學家在失重的衛星環境內進行了為期兩年的實驗,在仔細驗證伽利略和愛因斯坦理論的同時,也希望找到暗物質在其中的影響。

據Live Science報導,法國國家科學研究中心(CNRS)、法國太空研究中心(CNES)和歐洲太空局(ESA)聯合進行了這個實驗,將兩個分別由鈦和鉑材料製成的圓柱體嵌套在一起,放在一個衛星裡面進行實驗。

研究的第一作者法國國家科學研究中心的沃爾夫(Peter Wolf)說,在軌道上的衛星由於沒有受到任何作用力,相當於自然地處於「下落」的狀態。他們把圓筒置於一個電磁場內,使其懸浮。每次使它們下落100~200個小時。為了使圓筒在衛星內部保持相對靜止的位置,需要施加一定的作用力,研究人員根據這個作用力推算出圓筒下落的加速度。

結果顯示,兩個物體下落加速度的差別只有百分之一的萬億分之二。研究人員認為,這證實了伽利略的理論。而且在長達兩年的實驗期間,不同時間進行的實驗得到相同的結果。這證實了愛因斯坦的相對論。

這項近期發表在《物理評論快報》(Physical Review Letters)上的研究也希望找到暗物質的蹤跡。儘管科學家普通認同暗物質在宇宙中占有很大的比例,可是至今任何實驗都探測不到這個神秘的物質。

「如果我們生活在一個充滿暗物質的環境中,就算看不見,它也會對(物體)的運動產生影響。哪怕是非常微小的影響,它也是存在的。」沃爾夫說,因此,如果這個實驗的準確度足夠高,「也許能從物體下落的差別中追尋到暗物質的一點蹤跡」。

這項實驗的精確度比以前提高了至少十倍,研究人員還打算進行更多的實驗,將準確度提高至百倍以上。另一些研究人員還考慮在微觀環境中進行這樣的實驗,比如測試兩個兩個單獨的原子,銣原子和鉀原子的運動情況。◇

責任編輯:朱涵儒

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