负质量 牛顿的运动定律f=ma
作者:admin 发布时间:2023-11-28 14:19:17 分类:娱乐 浏览:116
在理论物理学中,负质量是一个质量与正常物质质量符号相反的物质。
这样的物质会违反一个或多个能量条件,并显示一些奇怪的性质。
它被用于某些推测的理论,比如虫洞的构建上。
最初已知的最接近这种物质的真实代表是卡西米尔效应产生的负压力密度区域。
牛顿的运动定律f=ma,规定推动一个物体,它会在被推的方向上加速。
我们日常世界看到的只是牛顿第二运动定律的正向方面。
但是在质量是负的情况下,如果我们推这样的物体,它会超向我们加速,就像它撞到一堵无形的墙一样。
就像电荷可以是正的,也可以是负的,物质也可以假设有正有负。
负质量概念的来源
宇宙学家已经研究了它对时空结构的影响,但他们通常得出的结论是,负物质不可能存在,因为它打破了爱因斯坦广义相对论的基本假设。
然而,加拿大大学的科学家发现了一种对广义相对论的解决方案,它允许负质量存在且不破坏任何基本假设。
他们认为,只要有一个合理的产生它的途径,它就可以存在。
,如果正质量和负质量同时存在,它们会形成等离子体,这对天文学的未来具有重要的意义。
此前,物理学家Peter Angles和华盛顿州立大学的一个研究小组声称制造出了一种负质量的液体。
与世界上我们所知的一切物理对象不同,它不会在被推的方向上加速,它会向后加速,也就是朝向施加力的相反方向。
这种现象很少在实验室条件下产生,它可以用来探索一些更具挑战性的概念。
相关实验和条件
研究表明,在特定的条件下,正常的粒子可以表现得像它们带有负质量。
2017年4月10日,研究小组通过将铷原子的温度降低到刚接近绝对零度,创造了新的有效质量。
它被称为玻色-爱因斯坦凝聚态,这个冷却状态的粒子移动非常慢。
此时,铷超流体有正常的质量,它遵循量子力学的原理,表现得像波。
这种物质状态被称为“超流动性”,在这种状态下,液体可以从罐子的侧面缓慢上升到顶端。
利用激光阱,研究小组能够逆转这个状态下的一些铷原子的自旋。
然后他们观察到原子一旦从光阱中释放出来,就会扩展并显示出负质量的特性,特别是朝向推进力加速而不是远离它。
此前一些关于超材料的研究表明,一些未被发现的超导体合成物也可以显示出负质量的迹象。
总的来说,理论上这听起来很简单,但设想这种表现在现实世界中是如何运作的就令人困惑。
尽管现实世界为方便起认为所有的粒子都具有正质量,但是物理学家已经能够将奇异物质的负质量和负动量、负压力、负动能联系起来。
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