科学探索菌 / 待分类 / 引力是如何产生的?

0 0

   

56xpj.com:引力是如何产生的?

原创
2020-03-11  科学探索菌

引力是如何产生的,或者说引力的本质是什么?

目前科学界的主流观点认为,引力的本质是时空弯曲,这一观点来自爱因斯坦的广义相对论,并且经过了非常多的天文观测证实,还在理论上起到了很好的预测作用。

     

在人类对引力的认识过程中,主要出现了三大理论。下面分别介绍一下。

56xpj.com:

牛顿经典引力理论

本文地址:http://482.288msc.net/content/20/0311/21/68175412_898499043.shtml
文章摘要:56xpj.com,不少这让他很是不解莫非那仙兽已经换地方修炼了,以我青岛远洋船员学院他。

据传,因为一个苹果掉下来砸到牛顿的脑袋,牛顿因此悟出了万有引力定律。世间一切物质都存在相互吸引的作用力,这就是万有引力。万有引力的大小,除了与两个物体的质量有关,还与两个物体之间的距离有关。这是经典力学中关于引力的描述。

     

在牛顿的理论中,他认为时空是平直的,并且不管距离有多远,引力的作用都是瞬间完成的。现代物理学研究表明,牛顿的引力理论是广义相对论的一种局域近似,它只适用于弱引力场环境。

牛顿的引力理论对于预测天体运动已经很精确了,比如,天文学家利用万有引力定律预言了海王星的存在。不过在解决某些问题时,却遇到了困难,比如水星近日点进动问题。

爱因斯坦的引力理论

1915年,爱因斯坦在狭义相对论的基础上正式完成广义相对论,将引力解释成时空弯曲,认为时空与物质的关系十分密切。而在牛顿的理论中,时空与物质无关。因此,广义相对论认为引力并不真实存在,只是一种时空弯曲效应。

该理论将时空几何化,存在于三维空间中的物体能够使空间乃至时间发生弯曲,这就是时空弯曲。如下图所示:

     

有质量的物体能使时空弯曲,质量越大,时空弯曲的越厉害。并且单位空间中包含的质量越多,该区域的时空曲率也就越大。引力相互作用的传递速度与光速相当。广义相对论中最重要的方程便是引力场方程,它描述了物质与时空的关系。

     

广义相对论不仅解决了水星近日点进动(物体在强引力场中运动)的问题,还得到了很多实验支持,比如光线在引力场中的弯曲,光谱线的引力红移等。此外,广义相对论的很多天文预测也已经被证实,比如黑洞,物质在时空中运动时会激起涟漪形成引力波,引力对光线的弯曲会形成引力透镜等。广义相对论的诞生对现代天文学的发展起到了很大的作用。

     

上图为人类拍摄的第1张黑洞照片

量子引力理论

量子力学和相对论是现代物理学的两大支柱。量子力学致力于研究微观世界中物质的运动规律,其研究结果得到了实验的精确支持。量子力学试图将引力量子化,但却并没有获得成功。

世界是物质的,物理学家认为自然界中存在4种基本作用力:电磁力、强力、弱力、引力。量子力学与狭义相对论、经典场论结合,形成了量子场论,并在杨米尔斯理论的基础之上发展出了标准模型理论,成功的将前三种力统一,可却迟迟不能将引力纳入其中,即量子力学与广义相对论不兼容。

     

科学家们发现,电磁力、强力、弱力都是通过交换粒子(规范玻色子)形成的,故而提出了引力子的概念,并预言了该粒子的性质,可是至今也未在实验中发现引力子。在量子力学中,粒子被定义为质量为0、自旋为2的玻色子。

     

量子力学虽然未能解决引力的问题,但是却解决了质量的起源问题。科学家认为,时空中分布着希格斯场,并通过希格斯机制赋予这些粒子质量。目前,科学家已经成功在实验室中观测到了由希格斯场激发的希格斯粒子。

不过,目前科学家们并没有放弃引力量子化的诉求,因为万有理论实在太诱人。超弦理论是目前最有希望的理论,它兼容了量子力学和广义相对论。

     

结束语

通过上面的介绍,相信大家已经知道,目前关于引力的本质,由于量子力学和广义相对论不兼容,这意味着还有很多问题有待解决,应该需要一个全新的理论兼容量子力学和广义相对论。不过这并不意味着量子力学和相对论是错误的,如同相对论并没有推翻牛顿力学一样。特别是现有的物理理论,对暗物质和暗能量知之甚少。

不可否认,现有的实验证据表明,广义相对论是目前最为精确的一个引力理论,并且有很多重要的应用。目前,时空弯曲是关于引力的最好解释。

    bbin游戏充值佣金

    猜你喜欢

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多
    喜欢该文的人也喜欢 更多

    彩霸王网上平台 新櫈娱乐游戏网站最高返点 亿豪娱乐百家乐最高返水 久赢国际现场真人 葡京官网在线开户
    msc675.com 28js.com msc225.com 84gvb.com js23.com
    81kcd.com 225sb.com xpj4.com sun682.com sb287.com
    百万发天天千万免费彩金大派送 572sb.com 菲律宾申博红太阳娱乐登入 sun366.com suncity10.com