自然界是否存在第5種基本作用力?「暗光子」能竊取光的能量嗎?

2020-12-20 關注未來世界

現代的自然科學體系以四大基本作用力為基石,科學家依靠它們來描述宏觀與微觀世界中的「常規物質」。這四種基本作用力分別是:作用距離極短的強核力,它使原子核成為一個整體;蒙著神秘色彩而且十分微弱的弱核力,它掌控著放射性同位素衰變,並能對被稱為中微子的亞原子粒子產生作用;生活中常見的電磁力;還有一種是引力,它在4種已知力中是最弱的,卻又是產生的影響最為普遍的。

與「常規物質」相對的是暗物質。假如世界中存在第5種基本作用力,或許與暗物質有關。

當人們的視野上升到宇宙的尺度,根據地球上的「常規物質」總結出來的四大基本作用力就顯得不夠用了,科學家不得不將一些難以解釋的現象命名為暗物質。暗物質是一種假想的物質形態,據估算佔宇宙總質量的80%左右。

人們通過引力效應可以感知暗物質的存在。天文學家研究了星系內恆星的運動軌跡和星團內星系的運動軌跡,以及宇宙中大尺度結構的演化規律,得出了近乎一致的結論:宇宙中除了存在可見物質,還存在隱形物質。這些隱形物質不與常規物質發生除了引力之外的任何作用,甚至也不與光發生作用,它們無影無蹤卻又無處不在,它們組合起來產生的引力塑造了星系的命運。人們不知道這些無形的物質是什麼,在哪裡,怎麼產生的——唯一知道的就是它們具有舉足輕重的質量和強大的引力。

既然暗物質可以對常規物質施加引力,或許它與常規物質或者光之間,或者暗物質與暗物質之間,還存在第5種基本作用力。科學家十分渴望找到常規物質與暗物質之間神秘的相互作用。

有一個有趣的理論認為,暗物質偶爾可以通過弱核力與常規物質相互作用,光與暗物質之間的「橋梁」是所謂的「暗光子」,它可以通過與普通光子發生作用來「竊取」能量。我們不能直接看到暗光子,但它們可能會與我們可見的世界融合,我們可以通過檢測微弱的電磁相互作用來感知暗光子的存在。這樣的想法激發了當今世界各地的暗物質探測實驗,研究人員甚至使用大型強子對撞機(LHC)來尋找可能的第5種基本作用力,然而目前尚且一無所獲。

結語

如果真的存在第5種自然力,為何能對我們隱藏如此之久?不過,換個角度來看待這個問題,找不到第5種自然力其實也不是壞事,因為這說明我們學過的物理定律仍然成立。

然而,要解釋暗物質,或許需要更加顛覆性的思想來指引。

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    ­  匈牙利核物理研究所的物理學家發現了放射性衰變中的一個異常現象,這或許意味著自然界在四大基本作用力之外還存在第五種基本相互作用。­  2015年,匈牙利物理學家在正負電子譜儀中發現了一種異常的放射性衰變,他們認為這代表著一種新的粒子,但近日,一組美國理論物理學家認為這或許代表著自然界的第五種相互作用。
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  • 物理學家認為他們剛偵測到了第五種自然基本作用力
    但是如今匈牙利物理學家認為他們可能已經找到證據,可證實大自然有第五種神秘基本作用力的存在。如果是真的話,我們可能要好好想想,原本我們是怎麼理解宇宙運作的。在我們開始進入正題之前,我們先回來談談以前的四種基本作用力,因為這四種基本作用力相當重要。作為物理學標準模型的一部分,這四種基本作用力解釋所有宇宙可見物體行為。
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    自然界中力形式千千萬萬種,但我們可以把這些力歸類為以下四種基本自然力:引力弱核力電磁力強核力它們被稱為自然四種基本力,支配著宇宙中發生的一切引力引力是兩個有質量或能量的物體之間的吸引力,無論是從橋上掉落巖石、環繞恆星的行星還是引起海洋潮汐的月球,都是因為存在引力所致。引力可能是最直觀和熟悉的基本力量,但它也是最不易解釋基本力之一。艾薩克·牛頓是第一個提出萬有引力概念的人,據說是受到了從樹上掉下來的蘋果的啟發。
  • 第五種基本作用力被發現?物理學大廈是否還有新的大門?
    最近,來自匈牙利的一組長期致力於尋找暗物質的科學團隊在研究過程中,意外發現他們可能找到了一種更令人震驚的成果——第五種基本作用力。我們知道,目前人類所認知的宇宙一共有四大基本作用力:引力、電磁力、強相互作用和弱相互作用。這四大基本作用力幾乎可以解釋一切我們可觀測的宇宙現象,並且即使是未解的現象,也很少會有人向第五種基本作用力求助。
  • 完成對自然界四種基本作用力的統一,是科學界任重道遠的任務!
    4種基本作用力的統一是一個非常複雜的問題,不是一般吃瓜群眾輕易能夠弄懂的。時空通訊本來就是吃瓜群眾之一,當然也是一臉懵逼。只不過時空通訊有點自知之明,不懂就學,可能就比那些不願學習,卻自作聰明想憑空創造一個重大理論,推翻現代物理學支柱的人好那麼一點點。
  • 在四種基本作用力中最重要的是萬有引力嗎,你怎麼看?
    現在科學家們發現世界上所有的現象都離不開四種基本作用力,這四種作用力都重要,每種力都有其勢力範圍,各管一攤,缺一不可。缺了誰這個世界都會崩塌。因此這四種基本力就是撐起世界的四根頂梁柱,都至關重要,不存在哪一種更重要的問題。
  • 科學家可能發現了支配自然界的第五種力量
    英媒稱,人們早就認識到有四種「基本力量」支配著大自然,而科學家們如今可能已經發現了自然界的第五種力量。據英國《獨立報》網站11月20日報導,宇宙中的物質都是被這些力量拉到一起或者推開的。決定這一切的事實是,它們似乎無法再被簡化為粒子之間更加基本的相互作用。四種「基本力量」中包括引力和電磁力,它們能產生重要的遠距離相互作用,其影響可以在日常生活中直接看到。還有兩種力量被稱為強核力和弱核力,它們在微小的亞原子距離上產生力並支配著核物理。
  • 自然界中四種基本力
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  • 高中物理 第二十講 相互作用力
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  • 除了四種基本自然力,宇宙中是否存在第五種力?
    我們知道,自然界存在最基本的四種力,分別是引力,電磁力,強核力和弱核力。然而,有沒有第五種力呢?在2015年,科學家在他們的探測器中發現一種不正常粒子現象出現了。這一古怪現象起初並沒有引起多少注意。甚至還有一種假設的玻色子,其重要性與引力子相當,儘管科學家還沒有證實它的存在。然而,如果你渴望許多投機性的物理學家告訴你答案,他們可能會告訴你,我們還沒有發現出所有的自然力,自然界還有其它力等著被發現。例如,一些人懷疑如果發現暗物質可能會發現一種微弱的新力量。