引力如何工作的 引力子是否有质量 (引力做工)

admin 2024-12-06 38 0

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引力如何工作的?引力子是否有质量?

引力可能是有质量的,这让我们对引力有一个全新的认识。

引力如何工作的 引力子是否有质量 (引力做工)

月球距离地球约千米,它在太空中悄无声息地运行着。

实际上,我们不仅仅知道它的距离,还确切知道月球每一时刻在哪里,以及下一刻它将走什么路径。

我们的预测精度能达到1毫米。

支配着月球运行的是万有引力定律。

我们对引力的认识,跟物理学上几个最伟大的名字联系在一起:伽利略、牛顿和爱因斯坦。

迄今,描述引力最成功的是爱因斯坦的广义相对论。

但现在有两个问题:广义相对论与描述微观世界的理论——量子理论,并不一致;而且,宇宙正在加速膨胀,这与引力使宇宙万物相吸相聚的图景相悖——虽然我们将宇宙加速膨胀归因于暗能量,但暗能量是什么,至今八字没一撇。

所以,现有的引力理论或许能让我们准确预测月球的运动,但当谈到更广阔的宇宙时,也许遗漏了一些东西。

那会是什么呢?有人认为,或许我们应该考虑,引力本身是有质量,或者更确切地说,传播引力的引力子是有质量的。

引力简史

与电磁力等其他基本作用力相比,引力最显著的一点是,它是普适的。

它的普适性首先表现在,任何有质量的物体之间都有引力作用,引力是有质量的物体的本质属性。

而你试想一下,任何东西可以没有电荷,但哪会没有质量呢?哪怕像光子这样静止质量为零的粒子,也有运动质量。

所以,引力的作用对象遍及宇宙万物。

引力的普适性还表现在,引力只跟物体的质量有关,至于物体带不带电荷,光滑还是粗糙,坚硬还是柔软,白的还是黑的,这些属性跟引力都统统无关。

历史 上,是伽利略第一次知道这一点的。

不管他是否真的做过比萨斜塔实验,他当时就已经认识到,地球上的每一个物体都以同样的方式感受地球引力。

这“同样的方式”就是指引力只跟质量有关,与形状、结构、成分等质量以外的属性无关。

事实上,如果没有空气阻力,从同样高度同时松手,一把锤子和一根羽毛会同时掉到地上。

我们在没有空气阻力的月球上做了这个实验,证明伽利略是对的。

一个世纪后,这两种普适性成为牛顿提出万有引力定律的基础。

从本质上说,正是牛顿的万有引力定律使我们能够以如此惊人的精度预测月球和行星的运动。

牛顿定律使我们能够将月球的定位精确到10厘米以内,而爱因斯坦广义相对论引入的修正则使精度提高到1毫米以内。

牛顿的超距作用思想后来被爱因斯坦推翻了。

根据相对论,没有什么能比光运动得更快,甚至连引力也不例外。

爱因斯坦还证明,牛顿的引力定律只有在引力场弱的时候才成立。

当物体运动接近光速或者引力场强的时候,就需要用广义相对论来描述引力了。

引力如何工作的?

那么引力是如何工作的呢?这个问题牛顿的理论几乎不涉及,但爱因斯坦给了我们一个答案。

广义相对论把空间和时间描绘成一个统一体,称之为时空。

引力的本质是时空弯曲。

换句话说,在广义相对论中,“引力”并不存在,太阳和地球之所以相互吸引,是因为太阳将其周围的时空弯曲了,而后地球不得不沿着弯曲了的时空运动,就像轨道已经铺设好了,火车只能沿着轨道运动一样。

太阳为什么能将时空弯曲呢?因为太阳有质量,有质量的物体都能将时空弯曲。

这一惊人的理论是20世纪物理学两次革命中的第一次。

第二次是量子理论。

量子理论涉及自然界的微观领域。

量子理论向我们展示了这个世界与我们的日常世界迥然不同。

在微观世界,很多事情我们不能给出一个确切的结果,只能给出一个概率。

譬如,微观粒子在同一时刻既可以在这里,又可以在那里。

问它确切地在什么地方已经没有什么意义。

我们只能说,它在A位置的概率是多少,在B位置的概率是多少,如此等等。

这些想法虽然奇怪,但经过半个多世纪的检验,我们知道量子理论是正确的。

因此,量子理论对基本作用力的解释同样值得我们认真对待。

量子理论将每一种基本作用力解释成量子场和传递量子场的一个或多个玻色子(玻色子是一类自旋为整数的粒子,自旋为半整数的粒子称为费米子)。

譬如说,电磁力对应电磁场和光子。

当光子在两个带电粒子之间抛来抛去时,就产生了电磁力。

量子理论还说,每一种基本作用力的范围与传递该力的玻色子的质量成反比。

譬如,传递核力的玻色子质量大,所以核力的作用范围限制在原子核内;传递电磁力的光子质量为零,所以电磁力的作用范围无限大。

这就是我们为什么能看到宇宙另一头的星星的原因。

如果光子有质量,它就不会传播得这么远。

虽然目前我们还没有一个满意的量子引力理论,但我们确信,引力最终也必须通过量子场来描述。

这意味它有一个传播相互作用的玻色子。

我们称这个粒子为“引力子”。

引力子不应该有质量

我们不知道引力子是否存在,但有证据强烈地暗示,引力子是存在的。

譬如,2015年,激光干涉仪引力波天文台(LIGO)探测到了引力波。

这表明,引力场可以像电磁场一样有波动。

尽管到目前为止,引力波还没有显示出任何粒子行为的迹象,但根据量子理论所描述的波粒二象性,有引力波就有引力子。

当初,光的粒子性也是在我们知道了光是一种波动之后很久才发现的。

考虑到引力像光一样在宇宙的尺度上发生影响,所以引力子要么是质量为零,要么有质量但非常轻。

那么,到底是哪一种情况呢?这个问题看似天真,实则很重要,因为答案将揭示引力是如何在最大尺度上工作的,以及引力波以多大的速度传播。

一个直接的结果是,如果引力子没有质量,它将会以光速运动;如果它有质量,它的速度就会低于光速。

此外,物理学家发现,当假设引力子有质量时,他们无法避开一个“幽灵”:一种负能量粒子。

我们身边的粒子,哪怕是会跟正粒子湮灭的反物质粒子,能量都是正的。

物理学家们还说,真空也是有能量的。

这个能量也是正的。

所以,目前没有任何物质的能量是负的。

如果存在负能量粒子,那可就麻烦了。

它会跟任何正常粒子发生湮灭,湮灭之后归于乌有,一点东西都不会留下。

再说,它若存在,总要存在于某个空间吧。

可是真空具有正能量,同样要跟它湮灭。

所以,它的存在根本无从谈起。

这一切意味着,“存在负能量粒子”这种说法本身就是自相矛盾的,这个矛盾来自引力子有质量的假设,所以引力子不能有质量。

这是几十年前的结论。

如果引力子是有质量的

不过,最近英国物理学家克劳迪娅·拉姆和她的同事提出一个新的引力理论,该理论在广义相对论的基础上引入额外的空间维度,结果他们做到了在让引力子有质量的同时,又避免出现幽灵般的负能量粒子。

如果他们的理论是正确的,引力子确有质量,那这个结果将影响深远。

从宇宙早期的演化,到行星运动和宇宙未来的命运,都要受其影响。

甚至月球的轨道也会受到影响:月球每个月要离地球近大约1纳米。

更深刻的是对引力波速度的影响。

如果引力子有质量,除了它的运动速度低于光速,它还可以以不同的速度运动。

如何理解这一点?以光为例。

我们知道,各种波长的光在真空中都以光速传播。

可是,一旦进入介质,譬如水中,首先是光的传播速度慢了下来;其次是不同波长的光,速度也变得不一样。

我们可以这样来理解:光的速度之所以慢下来了,是因为此时光子具有了静止质量;不同波长的光传播速度之所以变得不一样,是因为不同波长的光子具有不同的静止质量。

反映光的这一现象的最好例子是彩虹:原先混在一起的不同波长的太阳光,经过小水滴,由于速度的降幅不一样,结果就分开来,让我们看到各种颜色的光带。

类似于光的情况,如果引力子有质量,也将发生“引力彩虹”现象。

譬如两个黑洞碰撞,在时空中产生了不同波长的引力波。

它们开始是混在一起的,但因为传播速度不一样,随后就渐渐分开来了。

这种现象,目前的引力波探测器是没能力探测到的,但未来的探测器也许能够。

总之,不论引力子是否有质量,随着我们成功探测到引力波,我们对引力的研究已经进入新时代。

量子引力理论的理论简介

(1)克尔解和对引力场和电磁场的分类使得经典广义相对论生机勃勃,而钱德拉塞卡在他后半辈子做的重要贡献,是在克尔时空中解出了Dirac方程。

钱德拉塞卡相当于在天空中引进了超对称。

之后钱德拉的影响就渐渐委靡,因为真正能够集大成的彭罗斯在莎麻的影响下由一个数学家成为一个广义相对论学家。

1985年彭罗斯和林德勒出版了《旋量和时空》,基本上奠定了经典相对论的格局。

wald则在弯曲时空干起了公理化的量子场论。

他开始做半经典半量子的东西。

wald的数学不错,他做弯曲时空量子场论,就是用C星代数,泛函分析。

wald的弯曲时空量子场论,明确地告诉人们:量子代数很重要。

量子代数是绝对的,而粒子,当然是相对于观察者的。

从温茹效应可以看出:真空和粒子是一个依赖于观察者的概念,这是很新奇的。

通俗的说,你看到的电脑和桌子,在别的观察者看来,也许是一片真空。

量子论和相对论的结合出来了新的物理。

最著名的当然是霍金的黑洞热辐射。

人们全在等待量子论和相对论的全面结合。

人们希望追求终极真理。

也许用数理逻辑来说明,终极的量子引力真理并不存在。

但这不会让那些做量子引力的人伤心欲绝。

弦论的领导者威腾认为,也许在别的星球上,是先发现量子引力,然后再发现量子力学和相对论。

这当然是很有可能。

但弦论有一个缺点,就是依赖于时空背景。

在这个星球之上,最优美的量子引力理论会从什么地方出来。

谁也不知道。

很多人曾经年轻,或者正在年轻,有的将要年轻,很多年轻人无法做出判断,从理智上来讲,我相信很多参数全在跑动,凝聚态很重要;从情感上来讲,相对论很优美,把它直接量子化是一件痛快的事情。

这种心情完全是普通生活的写照,多数人很普通,没有天才,没有天才的人可以相信相信量子引力以一种非理性的天才方式出现,比如当年薛定谔方程的出现。

在量子引力上,有二条道路,它们的出发点是广义相对论。

它们就是loop和twistor。

loop量子引力的05年会匆匆地在德国Glom结束。

lom在柏林附近,在potsdam市。

蒋中正委员长在1943年曾经去过potsdam开会,和邱吉尔和斯大林商量在盟国二战胜利以后如何处理日本。

max-planck研究院在那里有一个引力研究所,叫做爱因斯坦研究所。

德国是人才辈出的国家,数学物理上高斯,黎曼,爱因斯坦和希尔伯特,普朗克,海森堡……很多人出现在那块并不是很大的土地之上。

potsdam是一个不大的城市,显得很寂寞。

交通很方便,在那里好象是没有城市和乡村的区别,爱因斯坦研究所在一片荒草地上,应该算是农村了。

loop还很年轻,缺少数学家的帮助。

从1986年ashtekar以联络为新变量开始,到Now大约20年,20年艾虚卡已经老了,2005年loop年会的时候,会上多数报告者报告的时候必称是爱因斯坦研究所的梯曼(thiemann)的业绩,显然他已经是最有才情的新人,还不到四十岁,他已经写了一本loop量子引力的书了,《正则量子引力导引》。

另外一本书是罗维林写的,《量子引力》。

这几个人,他们影响了loop的历史轨道。

thiemann第一次到中国来,我还是一个研究生。

他给我们讲《量子引力》。

德国的马克思普郎克研究院,俗称马普所,地位相对于中国科学院,是国立的,全国各地有它的研究所,里面有一个爱因斯坦研究所,是专门研究引力的。

有一天,Thiemann来中国了,是受到我的导师的邀请来的,4月的北京已经热起来了,Thiemann穿着一件带红色的外套来了,他来给我们上几节课,从量子引力的运动学开始讲起。

那是一个周一的清早,他看上去那么年轻,好象是27岁的样子,让人非常惊异,看上去如此年轻的一个人,居然已经是这个星球上研究loop量子引力的三大领军人物之一了。

他开始讲课了,how to quantize a theory with nstraints?他在黑板上用英文写下。

经典广义相对论的时空3+1分解好了,在hamilton形式里,真空爱因斯坦方程表现为3个约束函数,如何把这3个约束量子化,然后研究量子化以后算子的解空间,这就是loop量子引力。

等量子化好了,函数变成了算子,算子要实现在什么样的希尔伯特空间上呢?也就是说,怎么样把这个算子表示成希尔伯特空间上的算子,Thiemann考虑的是用GNS构造。

他来讲学的第一天上午就这样过去了……(2)loop量子引力最简单的理解是3个相交的圆,每一个圆里分别写着3个字母,C,G,h,这三个字母分别表示的是光速(狭义相对论),引力(广义相对论),planck常数(量子力学)。

也就是说,loop量子引力是想把引力量子化了。

loop量子引力只考虑如何把引力量子化,所以似乎有很多问题 比如:为什么时空是四维的? 如何统一其他的三种力?ashtekar有时候称loop量子引力为量子几何,因为引力只是几何而已。

ahstekar, 他在宾州大学。

他身材矮小,但声音很洪亮,听起来很有振聋发聩的效果,做loop的人也许在内心应该全很感激他,因为他让人们有了一碗饭吃。

虽然据说Now搞loop的正儿八紧能找到工作的也算是一大奇迹。

但做loop的人相信未来的眼睛。

ahstekar的量子引力方法和penrose的扭量方法有共同的平台,那就是广义相对论。

把广义相对论做为基本的出发点这在做物理的人看来不是严肃的事情。

很多人觉得广义相对论是一个低能有效场论,但做loop的人默认一个习惯,就是最基本的东西,是几何的,也就是说,广义相对论是最基本的。

ashtekar这个黑黑的印度人,的确是很有实力的。

他和波兰华沙大学的lewandowski一起写了不少loop的文章。

loop也计算黑洞熵量子代数那种量子化的方法,怎么样用到loop量子引力里来。

在loop量子引力里,最基本的可观察量就是联络沿线的和乐和标架场在一个面积上的通量了。

它们组成了和乐-通量代数。

在量子力学里,人们知道冯纽曼定理,这个定理说明,正则对易关系的表示是唯一的,那就是只有一种量子力学。

loop的进展说明,和乐-通量代数的表示也是唯一的,只有一种loop量子引力。

(3)这生活就是一场战争,有的时候就是这样的,你需要不断地杀死别人才能保全自自己.在loop面前,敌人就是string,潜在的盟友是twistor.他们全出身于广义相对论,有了共同的阶级感情,但全失去了广阔的市场.高尔基曾经说:真理是朴素的。

loop是朴素的。

Max-planck研究院,爱因斯坦研究所的头头是nicolai,他有一个很大的肚子,德国人喜好啤酒,所以多数人有大的肚子,但thiemann是一个例外,他也能拿着啤酒瓶子喝酒,但人却是异常清秀曾经听thiemann讲过loop,他马上就跟上了,写了一个loop入门,Now他又写了一个《旁观者看loop》,文章号是hep-th/。

loop起源于对爱因斯坦方程的直接量子化。

loop理论到Now20年的发展,造就了几个中心,一个是加拿大的圆周研究所(PI),PI的核心人物是lee smolin,smolin写了一个科普书,《通往量子引力的三条路途》。

以及他的前妻,做物理能象做菜一样的马可波罗-芙荑妮.他们已经分手了,但分手之后,他们的爱情故事被圈内人关注,芙荑妮有了新的男朋友,smolin好象也有了新的妻子.所以当2个人坐在一起,在饭桌上聊天,谈笑风生,其实内心有万千头绪已经50出头,前妻30出头,这一对旧人,随着时间流淌。

另外的组一个是法国的Rovelli组,一 个是美国的ashtekar组,还有就是波兰的lewandowski组,还有就是德国的thiemann组,风头最健坚持认为,在高能情景之下,引力还是用爱因斯坦方程描述,原因是因为他们认定,引力不是一种力,而仅仅是几何效应.这种几何,甚至说微分几何,可以被推到planck时期,量子化为量子微分几何.当然,引力为什么不是一种力,原因有很多,引力的非局域性很明显,这也是很特殊的。

比如你无法定义引力的局部能量。

penrose认为,熵和引力是一对矛盾.一个封闭的箱子,熵使得气体分子扩散,做均匀分布,但引力全使得气体分子抱团.所以在黑洞里,情景是黑洞熵不是跟体积成正比证明了黑洞热辐射,得到了熵和黑洞面积成正比号称也能得到同样的结果 的手法是半经典半量子的,好象bohr的原子论,而loop的手法是纯量子的,好象是schrodinger的量子力学. penrose不是一个普普通通的男人,他认为世界的本质是广义相对论,甚至连波函数坍塌也有引力引起.因此,如果penrose 可以相信,twistor和loop全是值得发展的. 引力是孤冷的,在物理学里,面对物理学其他领域的飞速发展和技术实现,引力显得有点绝望了.但事实说明,从牛顿到爱因斯坦,非常杰出的人全对引力入迷。

很多年前学狭义相对论,我觉得很吃惊的是:一切事情已经发生(存在),只是不同的观察者看到不到的场景.仅仅是事情的因果关系还是一致的,对每一个观察者全一样.从广义相对论看来,这个理论里存在世界线,世界线全是给定的,所以似乎人类没有自由意识. 但世界线之间的相互碰撞不能避免。

这可能就是自由意志起作用的地方?相对论很优美,这可以从penrose的<旋量和时空>看出来.经典广义相对论已经被penrose终结.但还剩下一些比如准局部能量的问题.这些问题的背后会给物理学一个新的刺激。

到了Now,我们居然不知道什么是重力势能? 当然相对论也有无能的地方,最简单的3体运动,在牛顿引力就无比复杂,不知道在广义相对论中如何表达这个问题。

在电影《终结者2》中,有一个场景,那就是女主角在桌子上用匕首刻下2个字:no fate.她的意思是说,命运并不存在,人力可以有所作为.这说明,事情纵然凄惨,也许美丽。

这也正是loop量子引力之梦。

引力,可以改变空间,时间吗?

导读:关于引力,引力波,引力子的理论和猜测有很多。

引力和其他三种力的统一理论也是这样。

一起来看看关于这些问题的探索。

深度剖析引力,引力波,引力场的本质及四种基本力的统一概述两个关键点:1、引力与其他基本力的关系,这里选择了电磁力作为突破口。

2、四种基本的力统一说明。

再者物理宇宙书籍《变化》中其实宏观的,尤其对相对论的理解要比量子力学的理解多的多。

所以有必要不断增加对量子力学的说明。

来佐证反复强调的观点——爱氏广义相对论可以和其他三种基本力融洽!所以我们要讨论的点非常多,牵涉的面也达到了史无前例的广,这就是这个题目吓人的原因。

如果仅仅是题目吓人,那也好啊。

题目背后的东西是让我们人类绞尽脑汁都头疼的问题。

一起来走进这个神奇的世界吧!当然我们要讨论这一章的课题,是依据前面的知识理论支撑的。

首先从哲学上,从一开始我就说了,事物是普遍联系的,联系是有条件的。

那么作为宇宙的四种基本力,怎么可能没有相互联系呢?不融洽呢?可是为什么我们失败了那么多次,没有成功的统一四种基本力。

每一次的失败,都是为下一次成功做铺垫。

铺垫多了,新的条件出现了,新的想法出现了,问题就迎刃而解了。

我们现在已经知道了时空是时间,物质,空间一体化组合。

且引力的本源就是时空!也就是说引力是时空性质。

那么据此就很明显了,四种基本力【引力,电磁力,强力,弱力】中最根本的是引力!之前所有的理论都不曾论述四种基本力谁是最重要的,最根本的。

也就是说在我的理论中引力是最根本的,最重要的力。

除了引力,其他三种力都已经被统一在规范场论理论内了。

但其实引力在量子领域依然对粒子是有作用的。

只是我们通常在量子力学范围内认为这种引力作用微乎其微,所以忽略不计。

显然这种忽略不计是不严谨的。

而且认为宇称不守恒,不确定性原理,自发性破缺等都与引力是有关系的。

引力扮演了一种“扰动”的角色。

这就是说明了引力是宇宙中根本性的力,是一种时空性质。

还有比这个更广的力吗?没有! 也就是是其他三种力在时空范畴内,而时空性质的根本体现就是引力。

从哲学角度来说,在处理各种力的关系问题的时候,我们往往要以引力为主要矛盾来分析各种现象和状态。

另外三种力作为次要矛盾来考虑。

从最新的研究作为切入点开始。

先来看看什么是引力波,引力又是如何被发现的。

先来看看下面这张关于引力波的图片说明。

通过图片我们知道了,引力波是一中时空涟漪。

通过波的形式从辐射源向外传播,这种波以引力辐射的形式传输能量。

在1916年 ,爱因斯坦基于广义相对论预言了引力波的存在。

引力波的存在是广义相对论洛伦兹不变性的结果,因为它引入了相互作用的传播速度有限的概念,即光速。

相比之下,引力波不能够存在于牛顿的经典引力理论当中,因为牛顿的经典理论假设物质的相互作用传播是速度无限的。

在2016年2月11日,LIGO科学合作组织和Virgo合作团队宣布他们已经利用高级LIGO探测器,已经首次探测到了来自于双黑洞合并的引力波信号。

2016年6月16日凌晨,LIGO合作组宣布:2015年12月26日03:38:53 (UTC),位于美国汉福德区和路易斯安那州的利文斯顿的两台引力波探测器同时探测到了一个引力波信号;这是继 LIGO 2015年9月14日探测到首个引力波信号之后,人类探测到的第二个引力波信号。

[2]为了详细让大家了解后面要给大家讲述的理论,就有必要对引力波的具体探测工作有了解。

我们以上图中刘博洋博士的论述来作文字展示。

两个质量分别是26和39太阳质量的恒星级黑洞。

互相旋转,最后合并。

黑洞合并产生了非常大的碰撞,所以我们遥远的地球观察到了引力波。

这个过程分为三个阶段。

第一个阶段: 两个黑洞的引力波频率从30Hz开始,这在引力波天文学中是比较低的频段,但这意味着黑洞是15Hz轨道频率。

再具体点就是这两个黑洞分别是30和36太阳质量。

每个半径大概是100公里左右,距离是1000公里左右。

每秒种互相转15圈。

第二个阶段:到两个黑洞合并的时候,引力波频率达到100Hz,轨道频率50Hz,就是每秒转50圈。

这个时候两个黑洞已经快成一体了,两个黑洞“中心”的距离大概是200公里。

第三个阶段:这个合并的黑洞继续扭曲震荡,形成一个新的,旋转的黑洞。

这个黑洞的质量是63个太阳质量。

其中有三个左右的太阳质量在碰撞中消失,以引力波的形式向外扩散!再回到《变化》引力的本源理论——引力是时空性质。

时空是能量的时空。

所以在没有大质量天体扰动的情况下,时空涟漪是很难被探测到的。

虽然我们就处于在时空中。

有种“不识庐山真面目,只缘生在此山中”的感觉。

在这里再次强调引力不是时空弯曲产生的,引力是时空性质——是时空产生引力!弯曲是假象。

因为时空背影是弯曲的,引力可以使得时空弯曲!但不是时空弯曲产生了引力!是时空能量,是时空产生了引力!这就是为什么只要是具有质量的物体都具有引力。

因为引力就是一种时空性质,任何有质量的物体无法脱离这样的时空法则。

从宏观到量子层面都是这样的。

所以就很明显了,引力波是时空的涟漪,那么什么是引力场? 时空就是引力场,很显然这样的引力场是全域场。

这和现有的引力场定义有根本区别。

其实不难理解,引力是时空性质,引力场自然也是时空性质。

它们的区别就是时空在线,面,体的不同表现,但都是出于同一时空性质!所以引力场的定义就是:引力场是一种全域性的时空性质,其场强度和能量物质分布及运动速度成正比关系。

关键词:全域性,物质能量分布,运动速度,正比关系。

所谓全域性是指从理论上来讲引力场是整个时空的性质,那么它的广度就是时空所在处必然存在引力场。

物质能量分布该怎么理解,在整个时空中物质能量的分布是不均的,引力场强度自然就是不同的。

虽然是理论上是全域性的场,也就是弥漫整个宇宙。

但是从微分思维出发,由于这种的物质能量的不均性,我们可以把全域场划分为N个局域场。

但要清楚这种划分是人为的,是为了更好的研究引力理论而设想的。

那么局域场与局域场之间的关系是咋样的?很明显是与物质能量的分布成正比,与它们之间的距离的平方成反比。

再这里提醒大家,引力和引力场作用的传递速度都是光速。

这个已经在前面章节中论述过了。

很多人可能会问,为什么不在引力场的定义的中加入“与距离平方成反比”这样的描述,而在局部引力场中就加入了这样的描述。

我上面说了,引力场应该是全域场,是一种时空性质,。

只有当你去测量具体物体,具体天体,具体星团的引力的时候,可以区分他们的距离——即物体之间的距离。

也就是至少有A和B两个质点。

这样我们把牛顿引力定理就引了出来:任意两个质点有通过连心线方向上的力相互吸引。

该引力大小与它们质量的乘积成正比与它们距离的平方成反比,与两物体的化学组成和其间介质种类无关。

数学公式表述为:F= GMm/ r^2。

G为引力常数,等于G=6.67×10⁻¹¹ N·m²/kg²。

显然牛顿的理论是一种“静态”引力理论,是一种绝对时空理论。

爱氏的广义相对论是一种“动态”的引力理论,是一种相对时空理论。

这是爱氏先进的地方。

也就是说牛顿的引力理论有局限性,不适于高速运动的物体。

因为相对论效应,高度运动的物体质量会增大。

如果牛顿认为质量是不因运动速度变化的,那么自然就不会认识到这点。

这也是我为什么重新定义质量。

就是将质量回归能量的本质。

然后用能量来定义质量。

即:质量是物体在相对时空中的一种物理属性,物体所蕴含能量的多少是物体质量的量度。

这样就把质量始终放在相对论时空下的质量了。

那么牛顿万有引力定理错误了吗? 其实不能说错误了,是不够究竟,和不准确。

这在人类认识宇宙世界过程中必须要经历的。

引力场,引力的本源都是时空。

引力波就是时空的涟漪。

在这里要提出电磁波的概念。

引力波和电磁波是不同的。

引力波是时空的涟漪,电磁波是电磁场产生的。

他们的关系我们会在后面详细剖析和论述。

现在有一个最大的问题是引力场,引力,引力波的本源都搞清楚了。

那么我们问了:引力子存在吗??上面给大家介绍了引力波被探测到的过程。

黑洞在合并的过程会损失若干个太阳质量,这些太阳质量以能量的形式震荡开来,被我们检测到,即引力波。

就是说时空也是能量时空,引力和引力场的本源就是能量时空。

它是一种时空性质。

引力波就是时空的巨大变化引起的,不像电磁波那样。

引力的传播不需要介质,也就是说引力波的传递不需要介质。

时空是一种能量时空,能量的传递不需要介质,这就是为什么引力和引力波的传递不需要介质。

但它们传播的速度是光速,不是超光速!否则一个反问就把我们自己困住了,这个反问是:如果引力,引力波的传播是超距作用,也就是说传播不需要任何时间,那么人类还可以检测到引力波吗?? 显然是不可能的!既然引力,引力波,引力场的本源都回归于能量时空,那么所谓的引力子就是能量的最小单位——能量子。

那么最小单位的能量是什么,存在吗?就目前的研究是不存在的!就是说没有最小能量单位的说法,没有这个定义!所以说引力子这个东西的探究需要谨慎,极有可能竹篮打水一场空。

因为引力是时空性质。

时空是能量时空,所有的一切都是构成能量时空的物质。

摘自独立学者,诗人,作家,国学起名师灵遁者科普书籍《变化》

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