引流而动:引力和电磁力之间的相似性可以被利用吗?

电力变压器可以有一个引力 аналог 吗?

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如果一个成功的科学理论的标志是你从中获得的比你投入的更多,那么最成功的理论一定是爱因斯坦的广义相对论。从一些简单的原则和朴素的思想实验出发,例如如果你被困在坠落的电梯里会发生什么,广义相对论预测了我们所知道的关于引力的一切,以及我们从未怀疑过的许多事情。在最新的例子中,东北大学的约翰·斯温提出,可能有可能建造一种引力变压器,像电力变压器传输电能一样传输动能。

这个想法是基于广义相对论方程与电和磁方程之间惊人的相似性。使苹果落地的引力类似于电场,质量扮演着电荷的角色。正如电荷的运动产生磁场一样,质量的运动也会产生“引力磁”场。例如,地球的自转会拉动卫星,这种效应被称为框架拖曳。

稳定的质量流类似于直流电;不稳定的流类似于交流电。如果你并排放置两条传输交流电的电线,其中一条电线中的电流会产生振荡磁场,而振荡磁场反过来又会在另一条电线中产生或“感应”电流,从而传输电力——瞧,一个变压器。那么为什么质量流不能以同样的方式工作呢?引力磁力可以将能量从一个流传递到附近的另一个流。


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物理学家和未来学家罗伯特·L·福沃德在 1961 年的一篇论文中随意提到了这种可能性,斯温提出,这个过程自然发生在例如黑洞形成期间。科学家甚至可能在实验室中实现它。“在许多情况下,人们会期望出现这些类似变压器的效应,”斯温说。

然而,任何时候有人谈论在实验室中操纵引力,都会让一些物理学家感到震惊。即使是最受尊敬的研究人员提出的主张也失败了[参见乔治·穆瑟的“炼金术士的石头”;新闻扫描,《大众科学》,2002 年 6 月]。相对论专家认为斯温的想法模糊不清,可能无法观察到。“我注意到斯温从未给出实际数字来计算任何东西的大小,”圣路易斯华盛顿大学的克利福德·M·威尔说。

意大利博尔扎诺大学的乔瓦尼·莫达内塞补充说,引力和电磁力之间的类比只是近似的。理论家尚未证明引力磁力可以感应电流;如果有什么的话,他怀疑它不能。但令人瞩目的是,一个有着百年历史的理论仍然是如此激烈辩论的话题。

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