引力存在的確切證明是什麼?

2020-12-24 天文在線

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其實並沒有什麼引力的「存在」,科學研究不是這麼分析事物的

幾個物體互相加速朝其他物體運動的現象被命名為引力,沒有引力他們就會呆在原地不動。

引力的存在證明就是如上所述現象的表現。

一個簡單的範例就是伸直手臂把一個普通的物體放在空中並隨後放開它,看著它落下來。當沒有其他力的作用時,這個物體和地球只是在向對方互相加速移動。

保持著嚴謹的態度,我們會想辦法消除其他影響因素,比如在真空中進行試驗。

我們也可以用卡文迪什(Cavendish)裝置證明引力存在於各種物體之間。

引力理論則是一個完全不相同的東西…牛頓引力理論的證明通常是被用於卡文迪許試驗,這顯示出萬有引力的存在…這為預測天體的運功軌道和在大質量物體旁「向下」的防向提供了確切的證據。

對於愛因斯坦的引力理論,其驗證試驗是星光的彎曲(這是愛因斯坦和牛頓引力之間的關鍵區別,兩者都預測星光的彎曲,但程度不同)

但是,這些這些理論並沒有絕對的證據…只是證明它們是解釋自然界已知事實並具有預測效用的最好和最簡單的模型。

沒有一種辦法能夠完全把隱形的、無實體的、小精靈從是萬有引力的理論的原因的理論中排出去,這些小精靈對於所有儘可能靠近的物體都有著一種「作用」但是我們觀測不到,也就是說這個模型假設除了我們觀測到的東西之外還一些東西存在,而我們可以利用「奧卡姆的剃刀」——當對於一個現象有兩個不同的解釋,在這種情況下,其中需要更少的假設的那個一般是對的,也就是說假設越多,解釋越不正確。

最後,科學理論沒有得到證實,雖然它成立了但不是通過支持它的證據建立的。 相反,科學理論是由失敗證明所建立的(這就是為什麼在考慮理論測試之前,有必要認為它是錯的,隨後證明錯誤理論的的錯誤)。

引力存在的證明遠遠超出了世界上最強大的加速器的能力範圍。為了證明它需要接近普朗克級的能量。(一普朗克能量約等於1.9511*109J 或543.36kWh)

與我們每天遇到的所有其他基本力相比,重力是一種相當「弱」的作用力。 這就是為什麼即使整個星球都在「把物體拉下」的情況下,也可以用一隻手抬起物理書的原因。 提起教科書所用的力來自電磁力,而重力比該力弱40個數量級

在普朗克尺度上,量尺的重力耦合強度與所有其他基本力相當。 因此,例如在普朗克尺度上,兩個電子之間的重力相互作用的強度將等於它們之間的靜電相互作用。

在這種規模上,必須考慮時空的量子漲落,因此需要一種引力的量子理論。

引力量子理論的一個候選者是「非阿貝爾規範不變相對論量子場論」。 儘管量尺尺度是非阿貝爾數,但預計該理論的量尺耦合強度會隨著能量的增加而增加。 該理論不會表現出非阿貝爾規範量子場理論(例如量子色動力學)的漸近自由特徵。

重點是在存在重力(例如質量或能量)的源場的情況下,這種量子場論(QFT)不可重歸一化甚至到1個費曼環。

這意味著用有效量子場理論的話來說,不可重歸一化的引力相互作用被E/λ之比的冪所抑制。在這裡,E是實驗上可用的能量,λ是普朗克能量。

這種「壓縮」是我們低能級世界中重力如此之弱的原因。因此,要獲得確定的引力作為自然的基本力的證明,能量尺度必須接近普朗克尺度。任何這樣的能量規模都遠遠超出了當前加速器的範圍。

在該能量尺度上,理論中不可重歸一化的術語變得很重要,並且對物理量的總值有著相當的「貢獻」,如此以來,重力耦合的強度也稱為牛頓的重力常數G。

在此之前,人們一直把落在地上的蘋果作為我們宇宙中引力相互作用的一個例子,每個粒子都被這種力吸引著其他所有粒子,這就是我們觀察到經典低能級世界中存在引力的主要原因。

作者: quora

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