事实还是虚构?:反重力室存在

我们无法抵消重力,但绰号为“呕吐彗星”的飞机可以接近
 

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许多人似乎认为美国宇航局有秘密训练室,可以在其中关闭重力。 然而,除了《大众科学》中长期运行的反重力专栏外,并不存在反重力这种东西。
 
重力是宇宙中任何两个质量之间产生的一种力。我们最熟悉的重力表现是它将我们的身体、房屋以及我们生活中所有其他事物拉向我们脚下的地球。即使在宇航员感觉不到重力牵引的轨道上,重力仍然大量存在。重力的吸引力只是被宇宙飞船绕地球运行的自由落体运动所掩盖。只有在远离行星或恒星领域的深空中,你才能真正逃脱重力。
 
迄今为止,还没有技术可以抵消重力的吸引力。在地球上模拟失重感的最佳方法是乘坐飞机,飞机以抛物线弧线飞行,模仿圣路易斯拱门 (Gateway Arch) 的形状。这种飞机因其引起的恶心感而被戏称为“呕吐彗星”,它允许乘客在飞机在弧线的向下摆动中处于自由落体状态时漂浮片刻。宇航员使用这种方法进行太空飞行训练;它还在电影《阿波罗 13 号》中为我们提供了汤姆·汉克斯失重的场景。例如,您还可以在过山车或迪士尼世界的恐怖之塔 (Tower of Terror) 游乐设施的下降过程中体验到短暂的明显失重感。加拿大圆周理论物理研究所的物理学家达米安·波普 (Damian Pope) 说:“你和你的过山车车厢都以相同的速度坠落,所以你的座位不会顶着你,你感觉不到任何支撑。这模拟了如果你因某种原因发现自己身处深空中的过山车车厢中的感觉。”
 
这些例子说明了我们通常如何体验重力。在过山车乘坐的剩余时间里,你会感觉到座位对你的向上推力。波普说:“物理学家会说座位对你施加了一个力——他们称之为法向力。” “更普遍地说,我们在日常生活中感受到的重量感只是被地面、过山车座位等物体支撑的感觉,以及这些物体对我们施加‘法向力’的感觉。”
 
缺乏反重力室正是太空研究的价值所在。由于没有办法在地球上关闭重力,科学家们必须将实验发射到轨道上,以测试在失重状态下会发生什么。国际空间站被正式设计为美国国家实验室,容纳了数百个项目,研究内容涵盖从失重对病毒(变得更具毒性)和晶体(生长得更大)的影响到人体(遭受骨密度退化和视力受损)的影响。科学家们希望在太空的异常条件下开发的药物能够帮助治疗地球上的常见健康问题
 
如果人类要在未来探索深空,我们将需要比现在更好的操纵重力的方法——或者至少是更好的工具来对抗失重对人体的有害影响。自国际空间站的第一个模块发射以来的 16 年里,美国宇航局及其合作伙伴在使用专门的锻炼设备和营养来保持宇航员的健康方面取得了长足的进步。然而,这些措施不足以保护在持续一年以上的太空旅程中的宇航员。一个流行的科幻比喻是旋转的宇宙飞船,它通过向心力产生人造重力,例如电影《2001:太空漫游》中描绘的那样。旋转将所有东西拉向飞船的外壁,外壁变成地板。这个计划背后的逻辑是合理的,但要创造类似于地球上的重力,这样的宇宙飞船必须比以往建造的任何航天器都大得多。目前,我们不妨享受太空旅行的反重力方面,这对于一些非常奇怪的溜溜球技巧来说是好事。
 

Clara Moskowitz is a senior editor at 大众科学, where she covers astronomy, space, physics and mathematics. She has been at 大众科学 for a decade; previously she worked at Space.com. Moskowitz has reported live from rocket launches, space shuttle liftoffs and landings, suborbital spaceflight training, mountaintop observatories, and more. She has a bachelor's degree in astronomy and physics from Wesleyan University and a graduate degree in science communication from the University of California, Santa Cruz.

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