引力是如何產(chǎn)生的,或者說引力的本質(zhì)是什么?
目前科學界的主流觀點認為,引力的本質(zhì)是時間空彎曲,它來源于愛因斯坦的廣義相對論,并得到了許多天文觀測的證明,在理論預測中起到了很好的作用。
在人類認識引力的過程中,主要有三種理論。以下分別介紹。
牛頓經(jīng)典引力理論據(jù)說牛頓之所以實現(xiàn)萬有引力定律,是因為一個蘋果掉下來砸到了牛頓的頭。世界上所有物質(zhì)都有引力,這就是萬有引力。引力的大小不僅與兩個物體的質(zhì)量有關,還與兩個物體之間的距離有關。這是經(jīng)典力學中對引力的描述。
上圖是人類拍攝的第一張黑洞照片
量子引力理論量子力學和相對論是現(xiàn)代物理學的兩大支柱。量子力學致力于研究物質(zhì)在微觀世界的運動規(guī)律,其研究成果得到了實驗的準確支持。量子力學嘗試過量子化引力,但是沒有成功。
世界是物質(zhì)的,物理學家認為自然界有四種基本力:電磁力、強力、弱力和引力。量子力學與狹義相對論和經(jīng)典場論相結合,形成量子場論,并在揚·米爾斯理論的基礎上發(fā)展出標準模型理論,成功地統(tǒng)一了前三種力,但未包括引力,即量子力學與廣義相對論不相容。
科學家發(fā)現(xiàn)電磁力、強力、弱力都是由粒子(規(guī)范玻色子)交換而成,于是提出了引力子的概念,并預言了粒子的性質(zhì),但至今在實驗中沒有發(fā)現(xiàn)引力子。在量子力學中,粒子被定義為質(zhì)量為0,自旋為2的玻色子。
量子力學雖然不能解決引力問題,但可以解決質(zhì)量的起源問題??茖W家認為希格斯場是按時間空分布的,這些粒子是由希格斯機制賦予質(zhì)量的。目前,科學家已經(jīng)在實驗室成功觀測到希格斯場激發(fā)的希格斯粒子。
但是,目前科學家們并沒有放棄對引力量子化的追求,因為萬物理論太有吸引力了。超弦理論是目前最有前途的理論,與量子力學和廣義相對論兼容。
結束語通過上面的介紹,相信大家已經(jīng)知道引力的本質(zhì)與量子力學和廣義相對論是不相容的,也就是說還有很多問題需要解決,需要一個全新的理論才能與量子力學和廣義相對論相容。但是,這并不意味著量子力學和相對論是錯誤的,就像相對論沒有推翻牛頓力學一樣。特別是現(xiàn)在,對于暗物質(zhì)和暗能量的了解很少。
不可否認,現(xiàn)有的實驗證據(jù)表明,廣義相對論是目前最精確的引力理論,有許多重要的應用。目前,/time空彎曲是對重力最好的解釋。
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