事實還是虛構?:反重力室存在

我們無法抵消重力,但綽號為“嘔吐彗星”的飛機可以接近
 

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許多人似乎認為美國宇航局有秘密訓練室,可以在其中關閉重力。 然而,除了《大眾科學》中長期執行的反重力專欄外,並不存在反重力這種東西。
 
重力是宇宙中任何兩個質量之間產生的一種力。我們最熟悉的重力表現是它將我們的身體、房屋以及我們生活中所有其他事物拉向我們腳下的地球。即使在宇航員感覺不到重力牽引的軌道上,重力仍然大量存在。重力的吸引力只是被宇宙飛船繞地球執行的自由落體運動所掩蓋。只有在遠離行星或恆星領域的深空中,你才能真正逃脫重力。
 
迄今為止,還沒有技術可以抵消重力的吸引力。在地球上模擬失重感的最佳方法是乘坐飛機,飛機以拋物線弧線飛行,模仿聖路易斯拱門 (Gateway Arch) 的形狀。這種飛機因其引起的噁心感而被戲稱為“嘔吐彗星”,它允許乘客在飛機在弧線的向下擺動中處於自由落體狀態時漂浮片刻。宇航員使用這種方法進行太空飛行訓練;它還在電影《阿波羅 13 號》中為我們提供了湯姆·漢克斯失重的場景。例如,您還可以在過山車或迪士尼世界的恐怖之塔 (Tower of Terror) 遊樂設施的下降過程中體驗到短暫的明顯失重感。加拿大圓周理論物理研究所的物理學家達米安·波普 (Damian Pope) 說:“你和你的過山車車廂都以相同的速度墜落,所以你的座位不會頂著你,你感覺不到任何支撐。這模擬瞭如果你因某種原因發現自己身處深空中的過山車車廂中的感覺。”
 
這些例子說明了我們通常如何體驗重力。在過山車乘坐的剩餘時間裡,你會感覺到座位對你的向上推力。波普說:“物理學家會說座位對你施加了一個力——他們稱之為法向力。” “更普遍地說,我們在日常生活中感受到的重量感只是被地面、過山車座位等物體支撐的感覺,以及這些物體對我們施加‘法向力’的感覺。”
 
缺乏反重力室正是太空研究的價值所在。由於沒有辦法在地球上關閉重力,科學家們必須將實驗發射到軌道上,以測試在失重狀態下會發生什麼。國際空間站被正式設計為美國國家實驗室,容納了數百個專案,研究內容涵蓋從失重對病毒(變得更具毒性)和晶體(生長得更大)的影響到人體(遭受骨密度退化和視力受損)的影響。科學家們希望在太空的異常條件下開發的藥物能夠幫助治療地球上的常見健康問題
 
如果人類要在未來探索深空,我們將需要比現在更好的操縱重力的方法——或者至少是更好的工具來對抗失重對人體的有害影響。自國際空間站的第一個模組發射以來的 16 年裡,美國宇航局及其合作伙伴在使用專門的鍛鍊裝置和營養來保持宇航員的健康方面取得了長足的進步。然而,這些措施不足以保護在持續一年以上的太空旅程中的宇航員。一個流行的科幻比喻是旋轉的宇宙飛船,它透過向心力產生人造重力,例如電影《2001:太空漫遊》中描繪的那樣。旋轉將所有東西拉向飛船的外壁,外壁變成地板。這個計劃背後的邏輯是合理的,但要創造類似於地球上的重力,這樣的宇宙飛船必須比以往建造的任何航天器都大得多。目前,我們不妨享受太空旅行的反重力方面,這對於一些非常奇怪的溜溜球技巧來說是好事。
 

Clara Moskowitz is a senior editor at 大眾科學, where she covers astronomy, space, physics and mathematics. She has been at 大眾科學 for a decade; previously she worked at Space.com. Moskowitz has reported live from rocket launches, space shuttle liftoffs and landings, suborbital spaceflight training, mountaintop observatories, and more. She has a bachelor's degree in astronomy and physics from Wesleyan University and a graduate degree in science communication from the University of California, Santa Cruz.

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