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引力到底存不存在?科学家近期的研究可能颠覆你的认知!
人类探索宇宙,面对无尽谜团,其中最激动人心的问题之一是:引力是否真实存在?近期科学家的新研究可能彻底颠覆我们对引力的认知。
自牛顿提出万有引力定律以来,引力被视为宇宙中最基本、最普遍的力之一。
然而,随着科技的进步和深入思考,越来越多学者开始质疑这一观点。
他们从理论物理学角度出发,提出了挑战性观点和实验结果,试图揭示引力背后的真实面貌。
引力是自然界中普遍存在的相互作用力。
地球的引力使我们能稳定在地面上,书本下落亦是此力作用。
太阳对行星的引力,维系行星在稳定轨道上运行,形成有序体系。
月球对海水的引力,引发潮汐现象,影响海洋流动与海岸线生物环境。
引力是宇宙运动与现象得以理解的关键。
科学家通过精确观测与计算,揭示引力本质,提出万有引力定律,描述两个物体间相互吸引力大小与它们质量、距离的关系。
这一定律精准预测行星轨道,研究宇宙起源与演化。
引力普遍且力量强大,驱动宇宙中一切运动与变化。
它既是自然界规律,也是人类理解自然的窗口之一。
牛顿与爱因斯坦的引力理论 牛顿在17世纪提出经典力学,其引力理论基于万有引力定律,描述物体间引力大小与质量、距离关系。
这解释了天体运动规律,促进人类对宇宙认识。
然而,牛顿理论在极端条件下受限。
爱因斯坦20世纪初提出广义相对论,认为引力是物质与能量影响下时空弯曲效应。
广义相对论精确描述极端条件下的引力现象,预言并实验证实黑洞光线弯曲与时间缓慢效应,证实理论正确性。
尽管牛顿理论在大多数情况适用,广义相对论提供更深入理解。
它推动天体物理学发展,为太空探索与导航等领域提供理论基础。
量子引力理论 量子引力理论尝试将引力与量子力学融合,描述微观世界引力现象。
理论认为引力由传递粒子“引力子”在空间中传播。
要实现这一理论框架,需填补微观尺度下引力子行为理论空白,统一量子力学与广义相对论。
目前研究集中在弦理论,认为所有基本粒子由细小振动弦构成,弦振动模式产生不同粒子,包括引力子。
这种理论试图统一引力、量子力学与微观世界相互作用。
引力波 2015年,LIGO合作组织首次探测到引力波,证实爱因斯坦理论,开启宇宙研究新领域。
引力波产生于巨大天体运动,如黑洞或中子星合并,加速产生波在时空中传播。
其传播速度与光速相同,探测器如LIGO通过激光干涉技术分析干涉图样,确定引力波存在及源头信息。
引力波研究对于理解宇宙起源与演化至关重要。
通过分析引力波信号,科学家能研究黑洞、中子星性质,了解宇宙引力场分布,验证定律与假设,完善物理学理论。
未来引力波研究将更深入,随着技术进步,科学家将发现更多引力波源,收集更多宇宙信息,揭示更多引力震荡传播细节。
引力不足?宇宙膨胀速度疑惑 引力解释物体相互吸引,爱因斯坦广义相对论描述质量与能量使时空弯曲,物体沿曲线运动。
然而,观测显示宇宙膨胀速度迅速增加,引发对引力解释质疑。
暗能量被提出,认为是一种均匀分布于宇宙各处的未知能量,具有负压力,产生反重力效应,推动宇宙膨胀速度增加。
宇宙常数理论解释暗能量本质,但具体机制未明。
修正引力理论与不均匀物质分布也被考虑,解释宇宙膨胀加速现象。
引力研究将持续推动,我们期待更多发现,刷新认知,更好地理解宇宙奥秘。
对新思想保持开放态度,不断刷新认知,是探索宇宙关键。
狂野的新论文称“量子引力”可能来自全息宇宙
在他生命的最后几十年里,阿尔伯特爱因斯坦希望将他对引力的描述与现有的电磁模型结合在一个单一的主理论下。
直到今天,这一 探索 仍然困扰着理论物理学家。
我们最好的两个现实模型——爱因斯坦的广义相对论和量子力学定律——就像油和水一样互不相容。
无论这两者的组合是什么样子,它几乎肯定会为宇宙揭示基础,这与我们所能想象的任何东西完全不同。
一项新发表的数学发现描述了引力在所谓的宇宙“全息”模型中的出现;它是由瑞典查尔姆斯理工大学和美国麻省理工学院的一组研究人员发现的。
虽然听起来很奇怪,但它是我们开始寻找对空间、时间和物质如何从更深层次的规律中产生的完整理解的最佳起点。
“当我们寻求物理学问题的答案时,我们也经常会在数学上获得新发现,”查尔姆斯大学数学家丹尼尔·佩尔森说。
“这种相互作用在寻找量子引力的过程中尤为突出——在这种情况下进行实验非常困难。
” 尽管量子物理学和广义相对论能够以惊人的精度预测从电子跃迁到黑洞碰撞等一切事物的行为,但它们却源于两个截然不同的思想体系。
量子宇宙是块状的,但近距离观察时却是朦胧的,就像当你将脸贴在屏幕上时像素会模糊成混乱的颜色。
广义相对论依赖于空间和时间的无缝连续体,即使在最小的尺度上观察,它也会以明确的信念响应质量而弯曲。
我们还可以使用其他隐喻来描述宇宙如何运行,每个隐喻都有自己的数学框架,每个隐喻都比上一个更晦涩难懂。
有些涉及添加隐藏在令人费解的几何形状中的看不见的尺寸。
研究人员在这里使用的全息原理是一个奇怪的例子,它涉及 去除 维度。
你可以这样想:所有关于粒子如何推拉在一起的信息都被编码在更类似于平面的东西上,而不是我们认为我们生活的 3D 空间,这与你观察时出现的深度感没有什么不同。
扁平的全息贴纸。
以这种方式思考物理学是有充分理由的。
嵌入 4D 时空中的量子版本的引力很快变得极其复杂和不可行。
如果我们的时空在自身上弯曲得足够远以形成一种圆柱体,它必然有一个“平坦”的边界。
碰巧的是,那些笨拙的量子引力理论在这个边界上会有相应的理论,这些理论更容易处理。
这篇新论文有效地混合了控制粒子及其波的不同模型,以及它们如何在全息环境中的场中变换,以作为这些相互作用的自然结果的重力的数学等价物。
“挑战在于描述重力是如何作为一种‘涌现’现象产生的。
就像日常现象——例如液体的流动——是从单个液滴的混沌运动中出现的一样,我们想描述重力是如何从量子力学系统中出现的。
在微观层面上,”同样是查尔姆斯大学的数学家罗伯特·伯曼说。
作为奖励,这项新工作还可以为解释其他大规模现象指明道路,例如我们目前称为暗能量的宇宙膨胀燃料。
尽管数学可能很优雅,但理论家们可以奢侈地用警告和假设来填充他们的工作,以便找到有趣的新模式。
例如, 我们的宇宙是否弯曲到足以拥有全息原理所需的边界,这本身就是一个悬而未决的问题,少数宇宙学家对此深信不疑。
尽管如此,当你试图解决一个连爱因斯坦都无法解决的问题时,从难以想象的事情开始并不是一个糟糕的方法。
量子力学有哪些前景?
量子力学是描写微观物质的一个物理学理论,与相对论一起被认为是现代物理学的两大基本支柱,许多物理学理论和科学如原子物理学、固体物理学、核物理学和粒子物理学以及其它相关的学科都是以量子力学为基础所进行的。
19世纪末,经典力学和经典电动力学在描述微观系统时的不足越来越明显。
量子力学是在20世纪初由马克斯·普朗克、尼尔斯·玻尔、沃纳·海森堡、埃尔温·薛定谔、沃尔夫冈·泡利、路易·德布罗意、马克斯·玻恩、恩里科·费米、保罗·狄拉克、阿尔伯特·爱因斯坦 康普顿等一大批物理学家共同创立的。
通过量子力学的发展人们对物质的结构以及其相互作用的见解被革命化地改变。
通过量子力学许多现象才得以真正地被解释,新的、无法直觉想象出来的现象被预言,但是这些现象可以通过量子力学被精确地计算出来,而且后来也获得了非常精确的实验证明。
除通过广义相对论描写的引力外,至今所有其它物理基本相互作用均可以在量子力学的框架内描写(量子场论)。
2012年在欧洲核子研究中心发现了有关希格斯色子(上帝粒子 赋予其他粒子质量)存在的证据,这是量子力学最新的进展。
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