[摘要]美國宇航局科學家稱將在未來20年對人類未知的物理學進行研究,尋找時空扭曲的方法,利用蟲洞進行空間飛行。

美國宇航局宣布了未來20年內的任務規劃,對15大航空航天領域進行攻克,其中之一就是研究時空理論
據國外媒體報道,美國宇航局的航空航天技術一直處于世界前列,來自華盛頓總部的消息稱,美國宇航局計劃利用20年的時間對空間扭曲和蟲洞進行研究,科學家表示未來星際任務中機器人將是主力軍。為了實現對蟲洞的探索,美國宇航局科學家認為其中涉及到人類目前還未知的物理學,研究這塊內容能夠帶領我們接近蟲洞的真相,比如我們可以發射探測器對宇宙量子真空進行研究,改進我們的引力理論。一旦完成了為未知物理的研究,我們就可以暢游宇宙空間了。
美國宇航局哈羅德-懷特博士認為時空扭曲能夠縮短空間飛行的時間,看似遙不可及的星系其實只要瞬間就能抵達。美國宇航局在近日提出了15大未來航空航天技術規劃,其中就涉及到對宇宙理論的研究,當然還包括人類探索地外天體所需要的著陸技術、納米技術等。最讓人感興趣的要數核動力引擎,美國宇航局認為未來20年將建立核動力推進系統的雛形,突破現有的實驗室瓶頸,打造各種適合星際旅行的動力。
戴維-米勒博士是美國宇航局華盛頓總部的首席技術專家,他認為未來我們將前往太陽系
邊緣進行探索,新型動力的研發是必不可少的,核動力裝置也無法將我們帶到更遠,而利用時空扭曲的動力裝置才是終極目標。對此,美國宇航局在15大任務規劃
中就加入了對時空性質的研究,深入對引力、慣性系、量子真空以及其他基本物理進行研究,并引領我們進入時空扭曲與蟲洞的物理學。
根據現有的理論,利用蟲洞與時空扭曲技術能夠讓宇宙飛船輕松完成巨大時空距離的旅程,三維空間中的遙遠距離在高維時空中不算太遠,只要瞬間就能抵達。美國宇航局下屬的實驗室前不久還提出了曲率驅動的概念,前往4光年外的半人馬座只要兩周。不過也有研究質疑曲率驅動的實驗方案存在問題,違背了動量守恒??梢钥隙ǖ氖?,科學家們已經在著手研究利用時空扭曲前進的動力系統,從而實現超光速旅行。
除了極為科幻的曲率驅動外,美國宇航局還對各種先進動力進行研究,比如反物質發動機、太陽帆等。我們只要通過一束激光就能驅動飛船,如果這項技術成熟,前往火星之旅就可以大大縮短,2033年的火星任務危險性將大大降低,至少宇航員暴露在銀河宇宙射線中的時間會縮短。在未來10年,美國宇航局還將對小行星進行登陸,尋找登陸地外天體的方法,因為我們在登陸火星之前可能要登陸火衛一。
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有一種粒子公然藐視物理學家標準模型的規則,它就是中微子。根據理論,中微子不具有質量。但是,事實情況是,中微子有質量,從理論的角度來說,它們表現得“天馬行空、不受拘束”。
美國黑堡鎮弗吉尼亞理工學院理論家Patrick Huber說:“在中微子物理學領域,允許和標準模型存在10%、20%或50%的偏差?!睂δ切で笮挛锢淼娜硕?,“中微子是一個值得鉆研的領域”。
中微子源于一種形式的核衰變,與其他物質的相互作用力很弱。中微子的表現形式很多樣,1998年,物理學家利用日本一個礦內的超級神岡探測器,發現中微子具有質量——盡管不足電子的十億分之一。
但根據愛因斯坦的相對論,中微子是無質量的,它們不得不以光速飛行。在這種情況下,時間對于中微子而言幾近停止,變化也可以忽略不計。
對于中微子各種“不合常理”的表現,美國伊利諾伊州埃文斯頓市西北大學理論家André de Gouvêa說:“你絕對可以說中微子在物理學領域是一顆脫穎而出的新星?!敝形⒆佑腥N類型——電子、μ介子和τ子,在振動中它們可以從一種類型轉變成另一種類型,這一現象可以被6種參數描述:質量上的3種不同(這決定著振蕩的速度)和3種不同的混合角(這決定從一種形態轉為另一種的差異)。在過去的18個月中,這一模型聚焦的范圍已經進一步縮小。
2012年3月,中國大亞灣反應堆中微子實驗工程的物理學家
測量了最后一個未知的混合角,并發現其比很多人曾經預想的大。3個已知的混合角都大
于零度,結果顯示中微子和反中微子能夠以不同的方式振蕩——這種被稱為宇稱不守恒的不對稱性有助于解釋為何宇宙中的物質遠多于反物質。
美國伊利諾伊州巴達維亞市費米國家加速器實驗室(Fermilab)的Robert Plunkett說,大亞灣反應堆中微子實驗表明,如果宇稱不守恒確實存在,那么它能夠被相對容易地觀測到。“曾經被認為很艱巨的任務,現在已處于我們的掌握之中。”他說。
今年3月,這個新模型更為引人注目,宇宙學家利用歐洲航天局的普朗克飛船完成了其宇宙微波背景實驗。該分析探究了中微子形態的數量,對可能存在
的第四種中微子提出了懷疑。de Gouvêa說:“目前確切證實的3種類型的中微子相互作用良好。這個結果也許令人失望,但這就是事實?!?/div>
物理學家計劃開展以前從未有過的更大規模的實驗:將中微子發射到距離地球數
百公里外的區域,允許它們在飛行中改變形態。在美國,被提議的長基線中微子實驗將利用儲存在南達科他州里德附近廢棄的霍姆斯特克礦地下的巨型探測器,探測
從1300公里外的Fermilab發出的中微子束。在日本,計劃中的Hyper神岡實驗將探測從295公里處發出的中微子,探測器的規模是超級神岡的
20倍。
物理學家希望,通過采取一系列不同的
測量方法,能找到現有中微子模型間的差異。美國紐約布魯克海文國家實驗室物理學家Mary Bishai說:“如果我們試圖以不同的方式觀測中微子振蕩,驚喜是否會出現?3種形態的中微子模型是否會被瓦解?”
物理學家還希望首先知曉中微子是如何獲得質量的。和標準模型中的其他粒子一樣,中微子能夠從希格斯場的作用中獲得質量?;蛘?,它們可能通過所謂的翹翹板機制獲得質量。但是要實現這一目標,中微子必須有一個特性:它是其自身的反粒子。
為了進一步證實猜想,物理學家正在使用地下探測器尋找一種被稱為“無中微子雙β衰變”的核衰變新類型,這種情況只有在中微子是自身反粒子時才會發生。迄今為止,還沒有出現一些強有力的證據。
7月,意大利格蘭薩索國家實驗室地下鍺探測器陣列(GERDA)實驗顯示,先前宣稱觀測到的鍺-76同位素是不實的。如果衰變確實存在,很多研究人員懷疑需要更大型(重達1噸或數噸)的探測器才能進行觀測。
盡管中微子物理學“不走尋常路”——與標準模型存在偏差,其仍是研究人員熱衷研究的領域,這些難以捉摸的粒子總有著無比強大的誘惑力。