我们能制造一个重力防护罩吗?

重力防护——科幻还是科学事实?
2018年2月20日

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宇航员

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问题

什么是引力屏蔽?我们能制造出某种东西来保护物体不受重力的影响吗?

回答

克里斯·史密斯向天文学家马特·博思韦尔提出了这个问题……

马特,我很喜欢这个问题。重力屏蔽是一个科幻小说的想法,你可以创造一些奇特的材料,它可以屏蔽重力,所以你可以有效地利用它来减轻物体的重量,这将有各种惊人的应用,你可以想象,如果你想建造真正的高楼。例如,你可以让建筑材料失重,让它们悬浮起来。

克里斯-那太好了,不是吗?爬楼梯会是一份礼物——它会很容易。

马特-我们已经有屏蔽力的经验了。引力是宇宙的四种基本力之一,我们已经知道如何屏蔽宇宙的另一种基本力,即电磁力。电磁屏蔽在我们的手机和电脑中很常见,我们的微波门也有电磁屏蔽。这样做很好,因为这样我们就不用每次打开微波炉都自己做饭了。

不幸的是,引力和电磁是完全不同的,据我们所知,我们无法建造引力屏蔽。20世纪有很多实验来研究这是否可能,但结果都是否定的,所以据我们所知,这是不可能的。

我想有一个简单的思想实验,你可以向自己证明这是不可能的,那就是它会违反所谓的“能量守恒”,这是科学的基本规则之一。如果你能想象有一些重力屏蔽材料,你可以把这些材料放在一个很重的物体下面。然后这个物体就失重了,你可以很容易地把它举起来,然后你就可以迅速地把那层纸掀开,这个沉重的物体就会撞到地面上,释放出大量的能量,而所有这些能量都是凭空而来的。如果有什么东西像这样给了你不劳而获的东西我们就有理由怀疑了。

评论

嗯,很难回答是/否,但可以从不同的方面考虑
我更愿意称之为重力反转而不是屏蔽。没有所谓的反重力,即使在理论上,也需要负质量。
1)可以有一个物体/薄片类型的盾牌吗?
2)有机制吗?——可能有。我指的不是像电磁悬浮、陀螺仪运动、离心力之类的假象。
3)它似乎违反了能量守恒定律——有办法绕过它——在弹弓机动中能量仍然守恒,以类似的方式,它也可能在重力修正机制的情况下守恒。它可以从地球的动能中获取能量。我们也可以说我们不知道能量从何而来而不是说守恒被打破了。
4)会违背等效原理吗?不会,因为它改变的是引力场,而不是引力。质量。
5)广义相对论是否禁止重力屏蔽?GR主要告诉我们的是空间曲率是如何演变的。空间/能量中存在的一组张量的自然结果是空间的单向(向内或向下)曲率,这就是广义相对论所处理的。据我所知,广义相对论不讨论双向曲率,换句话说,它不讨论单向曲率反演的可能性或不可能性。

我个人认为倒转驱动是可行的。

克里斯,我不认为重力屏蔽一定会违反能量守恒定律。我认为能量守恒的方式和弹弓运动中的守恒方式是一样的。不同之处在于——在弹弓射击的情况下,距离改变,重力随距离减小/增大(屏蔽)。我并不是说屏蔽板/物体存在,事实上,它们不存在。但我不认为不可能有某种机制可以屏蔽重力,保持能量守恒。实际上,守恒定律适用于封闭系统。如果我们屏蔽重力,设置可能不会被认为是关闭的。

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