“引力”的本质究竟是什么?

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你有没有想过:世界的规律,生命的繁衍生息,恒星的演化和星系的膨胀为什么如此有序,究竟是什么在背后支持着宇宙的演化?

随着物理学的发展,科学家发现,宇宙从本质上只有四种最基本的力,也就是我们常说的“四大基本力”。各种不同的力从本质上来说都属于四大基本力其中的一种,这四种力分别是“引力、电磁力、强力、弱力。”

引力可以影响一切具有质量的物质,弱力可以影响大多数粒子,电磁力对电荷产生影响,而强力会影响核子、介子等。宇宙的本质就是各种力的传递,一切都源自于138.2亿年前的奇点爆炸,宇宙在爆炸后不断降温,各种基本力也随之出现,然后一步步演化成了今天这个复杂的宇宙。

时至今日,科学家也没有完全搞明白四种基本力,我们的物理理论并不能完美地解释这四种基本力,科学家一直想找到一个可以统一四大基本力的理论,爱因斯坦这样伟大的科学家用了自己后半生绝大部分时间去寻找这样的理论,可惜的是爱因斯坦失败了。

在四大基本力中,最常见的就是引力,每一种基本力都是构成这个宇宙必不可缺少的一部分,但是对于人类来说引力在宏观世界中产生的影响要比其他三种基本力更大,也更常被用到,同时引力也在主导着宇宙中天体的演化和大尺度宇宙结构的稳定。

但是,引力究竟是什么?是一种力?还是时空的弯曲?又或者是一种可以传递引力的玻色子?

牛顿爵士,物理学的巨人。他开创了物理学的全新时代,拉开了天文学和宇宙的帷幕,同时也是第一个认识到自然界中所有存在质量的物体之间都存在着吸引力的人,并且还发现这个吸引力的强度和物体的质量有关。

引力是影响宇宙中天体运动的唯一一种力,质量越大的天体产生的引力就越强,宇宙中的物质会因为引力聚集在一起,大量的氢元素聚集在一起后恒星就会产生,而一个大质量的恒星在死去时,如果质量足够就会向内坍塌形成黑洞

通常情况下星系的中心都是一个巨大的黑洞,比如银河系的中心就是存在一个黑洞,这个黑洞大约是200万倍太阳质量,宇宙中的引力源并不一定是黑洞,一些物质特别密集的区域同样可以产生巨大的引力,比如影响着整个本超星团的“巨引源”就是一个引力特别异常的区域,这个区域产生的引力影响着附近数亿光年范围内的星系运动。

这个区域可能存在超多大质量黑洞,物质的密度特别高产生了巨大的引力场,但是引力的本质究竟是什么呢?在解释宇宙中天体运动时,科学家普遍认为引力的本质是“时空弯曲”,这个观点也是爱因斯坦在相对论提出的,他认为引力从严格意义上来说并不能算是一种力,而是时空弯曲产生的“曲率”。

如果爱因斯坦的观点是正确的,那么所谓的“引力”其实并不存在,是物体在时空中存在时对周围时空造成的影响,并不是严格意义上的“力”。强大引力的时空扭曲并不是只影响空间,还会影响时间的流速,目前科学家已经证明,引力越强的区域时间的流速就越慢。

相对论认为时间和空间是不可分割的,大质量产生的时空曲率对空间的影响就是引力,而时间的影响就是会导致时间流速相对于正常区域更慢,从这个角度来看,爱因斯坦的观点会更加正确一些,但是目前引力场理论仍然存在一些无法解释的问题,于是科学家在理论中引入了“暗能量”和“暗物质”的概念。

在观察宇宙中的星系时,科学家发现理论计算出的数据和宇宙中观测到的数据不一致,目前普遍认为宇宙中存在大量的暗物质和暗能量,这些物质能量不反射光也不会辐射光,任何已知的手段都不能直接观测这些物质和能量,但是关于这些物质和能量存在太多的未知,或许在未来我们对于引力的定义还会根据数据的变化更改。

牛顿的经典力学无法解释“引力波”的存在,而爱因斯坦的引力场理论预言了这种时空弯曲产生的涟漪,科学家已经多次捕捉到了宇宙中的引力波信号,证明了爱因斯坦的寓言。但是在量子力学中,很多科学家都认为,引力或许是某种玻色子产生的,这种粒子就是“引力子”。

广义相对论和量子力学的标准模型在数学上不相容,也就是说这两个理论都不是完全正确的,如果认同爱因斯坦的观点,那么引力子这种粒子完全没有必要存在。用引力子这个概念来补充标准模型是完善物理理论最简单一个的办法。

可是不论科学家怎么努力,都没有找到所谓的引力子,因此广义相对论的引力场论才是目前最被认可的理论,你认为引力的本质究竟是什么?欢迎在下方留言讨论!

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