引力是自然的基本力量之一。但是它是什么，我们能真正对抗它吗？
我们在生活中的每一个生活瞬间都会经历引力，而从未真正考虑过它。但这是什么，我们实际上了解吗？
在这里，我们简要地探讨了当前对引力的理解，并研究了我们是否能够在太空中人为地创造引力。
引力如何在地球上起作用？
正如著名的谚语所说，“爬得越高摔得越惨”。但为什么？这是怎么回事？
尽管我们才刚刚真正开始了解它是什么，但这种现象已经存在了数千年。
例如，希腊哲学家曾经认为行星和恒星是众神领域的一部分。据他们估计，它们受到所谓的“自然运动”的影响。
尽管他们并没有对此概念进行更多的发展，但是直到16世纪伽利略和第谷·布拉赫(Tycho Brahe)的工作之前，它仍然是西方思想中的主要思想。
他们的工作将有助于引发我们对引力的理解的革命，最终由艾萨克·牛顿（Isaac Newton）进行了解释。
引力，如牛顿假定，是维系地球轨道绕太阳运行的力量。你可能在上学时可能会记得，引力通常被定义为：
“行星或其他物体向其中心吸引物体的力。引力使所有行星保持围绕太阳的轨道。” - NASA。
换句话说，任何有质量物体都会对任何其他有质量物体施加引力，同时也受到其他有质量物体施加的引力。物体的质量越大，它们之间的距离越短，它们相互施加的引力的拉力就越大。
每当你跳到空中，不小心将桌子上的东西撞掉或在公园里扔一个球让狗抓到时，你都会直观地知道自己的行动的后果。他们最终都回到地面。
之后的爱因斯坦（Einstein）对引力做出了与牛顿完全不同的解释。根据他的理论，引力是时空连续体中的一个曲率。物体的质量使物体周围的空间发生变形和弯曲。这扭曲了物体（和光）必须经过的路径，从而产生了我们“感觉”为引力的效果。
实际上，任何被另一天体的引力抓住的物体都会受到影响，因为它所移动的空间朝向该物体弯曲。
爱因斯坦还介绍了“等效原理”的概念。这说明引力和惯性力具有相似的性质，并且通常是无法区分的。
为了说明这一点，假设你正坐在一艘没有窗户的宇宙飞船中，你无法从周围环境观看到外部宇宙。在这种情况下，将无法判断你受到的力是引力引起的还是火箭沿特定方向加速的结果。
我们了解引力吗？
简单地说，是，也不是。尽管它是宇宙中研究最广泛的自然现象之一，但我们仍然并不真正了解它。
正如我们所看到的，艾萨克·牛顿和爱因斯坦在帮助理解引力方面取得了重大进展，但我们仍不确定它到底是什么，或者说它实际上是否是一件事。
根据爱因斯坦的说法，引力更多是时空弯曲的结果，而不是自身本身的真实力。
我们所知道的是，有质量的物体相互吸引。这种“力”取决于距离，并且随着物体距离的增加而减弱。
这也是一种可测量的现象，是自然界中最弱的力量之一。比如，考虑一下普通的冰箱磁铁。它们很容易抵抗来自地球等巨大物体的引力。你也可以通过跳跃来逃避引力的影响，尽管是暂时的。
但是这种关系似乎在量子水平上完全被打破了。它似乎无法统一，我们也不知道为什么。
在大尺度上，我们当前的引力理论对于帮助预测大物体的行为非常有用，但是在很小的量子尺度上，当前的引力理论不起作用。
这是当今物理学中最大的问题之一。许多物理学家希望有一天能够创建一种统一宏观和量子物理学理论，以帮助解释正在发生的事情。
引力如何帮助我们？
引力是宇宙中最基本的“力量”之一。关于它如何工作的争论，无论引力如何，它都是地球生命的重要组成部分。
引力是地球上的物体具有重量且不会简单地漂浮到太空中的原因。如果你生活在质量较小的行星上，那么你的体重会减轻，并且能够跳得更高。
引力还使地球保持在所谓的“戈尔德洛克区”（Goldilocks Zone）内-距我们的太阳的距离，在这个范围内水以液态存在。这恰好这对生命至关重要。
引力还有助于保持地球大气层，为我们呼吸提供空气。例如，火星的大小不到地球的一半，质量只有地球的十分之一。更少的质量意味着更少的引力，实际上火星的大气密度只有地球的1/100。
引力在使我们的星球保持一致方面也发挥了作用。引力也是使月球绕地球运行的原因。月球的引力将海洋拉向月球，引起海洋潮汐。
但是，有趣的是，地球上所有地方的引力强度并不都相等。在地下质量较大的地方比在质量较小的地方稍强。
我们之所以知道这一点，是因为有两架NASA航天器以及它们的引力恢复与气候实验（GRACE）任务。
GRACE测得的引力图像
“GRACE可以检测出引力随时间的微小变化。这些变化揭示了有关我们星球的重要细节。例如，GRACE可以监测海平面的变化并可以检测到地震引起的地壳变化。” - NASA。
可以创造引力吗？
正如我们已经看到的，爱因斯坦提出，引力实际上是由不同物体引起的时空变形的结果。因此，至少在空间中应该有可能产生人为引力。
根据爱因斯坦的观点，需要提供一种在一个方向上加速的方法，该方法应产生类似于引力的作用。这可以通过像火箭一样的线性加速度或通过角动量（即向心效应或加速度）来完成。
这是许多科幻书籍和电影中的常见主题。例如，《2001：太空漫游》中旋转的航天器。
只要船足够大，它就应该能够向乘员施加与地球引力几乎无法区分的力。但是，情况可能会不完全相同，因为还会出现大的科里奥利力（Coriolis forces），并且物体下落会呈曲线状而不是直线。
这里也有一些固有的问题。物体加速越快，乘员承受的引力或g力就越大。
对于像空间站这样的固定飞行器来说，这不是问题，但对于需要以高加速度远距离航行的船舶而言，这可能对机组人员造成灾难性影响。
根据《福布斯》（Forbes）上的一篇文章，阻止血液在体内流动所需的加速度超过引力100倍。如果飞行器仅以光速的一小部分行进，那么船员可能会经历超过4,000引力加速度的冲击。
假设可以通过在船上使用电磁体和导电“地板”来解决此问题，但是您仍然会遇到“向下”力的问题。在高速太空中，不可能有任何方法使乘员免受引力的影响。
将来处理此问题的唯一方法可能是发展某种形式的负面或反引力场。但是，像所有物质一样，我们具有的是正质量，因此我们需要一种方法来创建负引力质量。
这恰恰是CERN在ALPHA实验中正在研究的内容。那里的研究人员正在研究捕获的反氢原子，它是氢的反物质。
ALPHA引力探测器
通过对氢和反氢的精确比较，该实验希望研究物质和反物质之间的基本对称性。最终，这可能导致反物质引力加速度的测量。
如果我们在地球表面发现存在反物质产生的负引力加速度（例如+9.8m/s 2以外的值），则理论上将允许制造引力导体的构造保护自己不受引力的影响。
“如果它足够灵敏，我们可以测量它在引力场中的下落方式。如果它跌落，与正常物质相同，那么它具有正的引力质量，我们就不能用它来构建引力导体但是，如果它在万有引力场向上跌落，那一切都会改变。一旦有了这样的实验结果，人造引力就会成为一种物理可能。” - 福布斯。
如果成功的话，这也可以为引力容器打开大门，以产生均匀的人工引力场。从理论上讲，它甚至可以创建“曲速引擎”-一种扭曲时空的方式。
“除非我们发现一个负引力质量的粒子（或一组粒子），否则无论我们多么聪明，人工引力都只能通过加速度产生。” -福布斯
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