愛因斯坦說引力不是力,那引力子又是咋回事?

2020-12-05 小彭來給您解惑

最近寫了一篇文章詳細介紹愛因斯坦的廣義相對論中一個反直覺的論點:萬有引力不是力,只是時空彎曲的幾何效應。不少網友表示依然無法接受這種說法,並且還有大量網友表示:如果引力真的不存在,那麼為啥我們還要尋找引力子呢?今天針對這些問題我來做一個解釋。

首先要說明一點的是,目前引力子只是一種假想粒子還未找到,而引力子的提出起源大家有必要了解。其實引力子之所以被人們提出,是因為量子力學的發展非常完美的解釋了宇宙中的三種力:強力、弱力和電磁力。所以科學家想如果能夠用量子力學來解釋最後一種力「引力」那該多好啊,所以尋找引力子的工作就轟轟烈烈地展開了。

有人也許會好奇,量子力學和電磁力有啥關係,我們都知道兩塊磁鐵會產生吸引或者排斥的力,但是這種力產生的根源是因為電磁場的存在,不過人類都是喜歡打破砂鍋問到底的,電磁場存在為啥會產生力的作用?所以繼續研究其本質發現原來可以用光子的量子化來解釋這個問題,看見沒量子力學成功解釋了電磁力產生的本質,根據這個邏輯,量子力學也成功解釋了弱力和強力。在量子力學解釋這三種力時都用到了一個「媒介」,也就是說兩者之間要產生力的作用,必然要有一種「媒介」進行信息的交換。

所以當人們研究引力時,如果依然想用量子力學來解釋引力,就必然要找到這種「媒介」,我們就把這個「媒介」暫時叫「引力子」。但是引力不知道咋回事,就是不能用量子力學來解釋,人們苦苦尋找的引力子到目前為止也還是沒找到,所以對於引力,量子力學對其依然束手無策。

不過當愛因斯坦提出廣義相對論時,做出論斷認為:引力不是力,只是時空彎曲的幾何效果。所以引力就不需要「引力子」了。所以其實研究引力子並不是說廣義相對論就錯了,相反這是人們探索自然的一個無限逼近真理的過程。

物理的研究從來只能無限靠近自然規律,比如針對引力,牛頓提出一個萬有引力公式計算出了引力的強度,那麼我們可以說它靠近真理有8分。但是萬有引力有很多缺陷,比如面對黑洞等大質量天體,用萬有引力來計算,理論和實驗誤差就會非常大。

此時愛因斯坦提出了廣義相對論,將引力解釋為時空彎曲,那麼此時不管的小質量還是大質量天體,用廣義相對論來計算都非常準確了,所以廣義相對論可以說靠近真理有9分。但是廣義相對論依然有其缺陷,那就是只適用於宏觀世界,微觀世界不適用。

所以此時量子力學這一幫科學家要繼續探索真理,提出了引力子理論,這個理論目前還在發展中,引力子也的確沒找到,雖然目前並不能斷言用量子力學一定可以解釋引力,但是如果真的解釋了,那麼這個理論靠近真理就有9.5分了,但是請注意物理的探索永遠只能靠近真理而不能達到真理。

所以當引力子理論出來後,就意味著愛因斯坦的廣義相對論錯了嗎?不是的,這只不過是人類不斷探索真理靠近真理的過程,當一個更加靠近真理的理論出來後,以前發明的理論並不是就錯了。就好像愛因斯坦發現了廣義相對論,但是我們依然可以用牛頓的萬有引力。我是《小彭來給您解惑》,如果喜歡我的文章可關注我,如果對文章有異議可留言評論。

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  • 引力波被探測到了,但引力子可能並不存在!
    那麼有引力場,一定就有引力波,有引力波意味有組成引力波的引力子。這也是愛因斯坦先生的預言。 而引力波在2016年被探測到了,這多麼讓我們驚喜!隨著對引力波的研究,我相信會有更多的發現。我們這樣推理,是因為我們不相信「無物質」的作用,就是引力這樣的作用不是虛無中誕生的。但是我們這樣推理也很頭疼,頭疼主要來源於兩點:第一引力作用的速度理解;第二引力子尚未被直接觀測到。
  • 其他三種力可以用量子力學解釋,為什麼引力卻不能?
    儘管牛頓的引力定律被視為金科玉律,儘管愛因斯坦的相對論對引力作出了更進一步,更合理的解釋,可如今的物理學家仍然對引力問題十分苦惱。主要的原因就在於,引力的存在是如此普遍,但是引力卻非常的「不合群」!虛擬的引力子流為什麼說引力非常「不合群」呢?其一,支撐我們這個大自然運轉的有四種力,引力只是其中之一,其他三種力分別是電磁力、強核力和弱核力。
  • 引力是空間彎曲的幾何效應,為何科學家還要尋找引力子?
    愛因斯坦在完成他的相對論後,就一直著手於建立統一場論,試圖完成物理學的大統一,可惜那時候各方面的條件都不足,甚至那時候四大作用力只發現了兩個,愛因斯坦最終以失敗而告終,但是激勵了後來的物理學家。物理學中一共有四大基本力——強力、弱力、電磁力和萬有引力;其中引力最先被發現,後來麥克斯韋把電和磁統一到了電磁理論中,四大基本作用力主宰著我們世界微觀到宏觀的一切,但是又存在明顯差異。愛因斯坦的相對論在描述宏觀世界時非常成功,尤其是廣義相對論把引力描述為空間的幾何效應,解決了天體物理學的眾多難題;愛因斯坦受此啟發,也試圖把電磁力幾何化,但是沒有成功。
  • 引力到底是什麼,可能它並不是力
    直到另一位科學巨匠愛因斯坦橫空出世。他的相對論成功地解釋了水星進動問題。在愛因斯坦的相對論中引力並不是一種「力」,而是一種時空彎曲的現象。人們不禁反問那我們普遍認為的「力」到底是什麼?自然界有四種基本力即萬有引力,電磁相互作用力(電磁力),弱相互作用力(弱力),強相互作用力(強力)。其中,萬有引力、電磁力作用於宏觀世界。
  • 引力子的質量可能等於零
    眾所周知,在自然界中存在四種基本力,從發現的先後順序排列分別是:萬有引力、電磁相互作用力、強相互作用力、弱相互作用力,根據量子場論的理論,電磁相互作用力、強相互作用力、弱相互作用力這三種基本力都是通過載力粒子的交換實現的,也就說這三種基本是通過粒子交換的形式產生的,我們把這三種基本力的載力粒子稱為:傳播子。
  • 真的存在引力子嗎?我們有可能找到引力子嗎?
    W和Z玻色子介導了弱力,耦合到具有弱高電荷和同位旋的粒子。而且,光子介導電磁力,作用於帶電粒子上。但是,引力顯得與眾不同。我們的引力理論是經典的:廣義相對論。但是,從理論上講,應該有一個量子對應物,由一個稱為引力子的假設量子粒子介導。只有,我們能找出引力子是否確實存在嗎?無論從實驗還是觀察上,我們都不知道引力是否本質上是量子的。如果是這樣,我們將在有方法進行測試和驗證後立即接受它。
  • 阻礙大一統的「引力子」,或和「上帝粒子」有關
    每種力的傳播子是在該力的場中激發出來的。在1920年的時候,科學家還沒有發現強弱相互力。那時候科學家僅想著統一引力和電磁力就行。在愛因斯坦眼中,引力的傳播速度已經被廣義相對論預言了,那就是光速。引力也有引力場(引力場是時空曲率的表徵形式),但怎麼就找不到引力子?引力子和光子有什麼內在聯繫?愛因斯坦深信既然引力和電磁力對應統一的光速,那麼它們之間勢必存在內在聯繫。可是這個問題直到他離世都沒有解決。這個問題就一直擱淺著。
  • 引力原來不是「力」,牛頓萬有引力定律早已被愛因斯坦相對論推翻
    在大多數人的印象中,從小開始接觸物理,就已經形成一個概念,人之所以能站在地球上而不是飄向天空 直到愛因斯坦相對論的橫空出世。
  • 引力子還是時空彎曲?
    牛頓當然也知道這引力的本質是一個更大的奧秘,不過在牛頓時代,發現萬有引力定律已經很偉大很不容易了,研究引力的本質確實有些強人所難,畢竟大自然的奧秘不是短時間內就能揭開的。愛因斯坦深知引力的背後一定藏著更深的奧秘,畢竟雖然人們知道引力的存在,但引力為何會存在?這種對於大自然的好奇心,加上顛覆性的思維方式,當然也少不了專業性的物理學知識,讓愛因斯坦提出了「時空彎曲」的概念,他認為引力的本質就是「時空彎曲」!
  • 引力子還是時空彎曲?
    牛頓當然也知道這引力的本質是一個更大的奧秘,不過在牛頓時代,發現萬有引力定律已經很偉大很不容易了,研究引力的本質確實有些強人所難,畢竟大自然的奧秘不是短時間內就能揭開的。而這個更大的奧秘(引力的本質)留給了幾百年後的科學家,他就是偉大的愛因斯坦。
  • 引力子存在嗎?看完證明,恍然大悟
    愛因斯坦的理論表明,引力由四維時空的彎曲造成。目前尚未完善的量子引力理論指出,引力由場的激發態——引力子所傳遞。同樣一個力,卻可用三種截然不同的理論體系去描述,這在物理學中是一個奇蹟。 牛頓的引力定律表明,任何有質量的物體間都存在引力,兩個物體間的引力,取決於它們的質量與距離。一個沒有質量的物體和有質量的物體間,或兩個沒有質量的物體間,不存在引力。
  • 電磁力通過光子傳遞,引力是通過「引力子」傳遞的嗎?
    #宇宙大揭秘#1915年,愛因斯坦發表了著名的廣義相對論他們在探索了微觀世界之後才發現,自然界的三種基本力在本質上是相同的,力的傳遞過程其實都隱含著物質粒子的交換——電磁力是通過光子傳遞的,強核力是通過膠子傳遞的,弱核力則是W和Z玻色子。
  • 一文看懂:重力、引力、引力子、弦理論、圈量子引力論之間的關係
    先聲明下,今天的文章很難懂,我光資料就準備了兩天,加上我平時的物理和天文學的積累,才總結出了這篇文章,在這裡我要提醒一下,本文主要說的是這些理論的聯繫,並不是講明白這些理論本身,當然我會嘗試著做一些解釋,如果看了之後有一種沒看懂或者世界觀崩塌的感覺,沒關係,這很正常,我也只是一知半解,不過咱的目的不是搞懂它,而是比別人多懂一點就行,那我們開始吧。
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  • 引力子:粒子物理學的最後一塊拼圖,可能引發物理學革命
    他在《物理學》中解釋道,在地球為宇宙中心的地心模型中,像地球和水這樣的中物體被吸引到中心,而像火和空氣這樣的輕物體被向上拉,因為那是它們的起源。他說:「每個事物都有一個合適的地方,對於局部和整體都是一樣的,例如對於整個地球和一塊土地或火焰和火花」。 在此後的幾個世紀裡,我們對引力的理解已經變得更加精細,然而,引力已經證明它本身比亞里斯多德所能想像的還要奇怪得多。
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  • 什麼是引力子?為何有人說找到就能去多維度世界?聽聽專家怎麼說
    給大家舉個例子,比如螞蟻,其實是和我們一起生活在這個世界上的,但是螞蟻的眼中永遠就只能看到二維空間,而看不到三維空間,因為螞蟻太過於弱小了,這就跟我們人類一樣,也許處在四維空間和五維空間等多個維度空間裡面,但是以人類目前的視角來看,也僅僅只能夠發現三維空間,於是科學家們就一直想要打開多維度空間的入口,比如在四維空間裡面,科學家認為就加入了時間軸,五維空間興許就加入了空間軸,那人類不就可以輕鬆的實現穿越時間和穿越空間了嗎
  • 就連愛因斯坦都不是絕對正確!
    17世紀,牛頓發現天上天體的運動和地球上的蘋果落地,都是同一個力在起作用——引力。結合克卜勒行星運動三大定律和牛頓運動定律,牛頓推導出了萬有引力定律的數學表達式,發現了引力的存在。只要有質量,萬物之間都存在引力作用,其大小與距離的平方成反比,與質量成正比。
  • 廣義相對論一直認為引力不是力,為啥我們教科書還要談引力
    眾所周知愛因斯坦提出了一個理論叫:廣義相對論,這個理論最大的反常規觀點就是:引力不是一種力,這個觀點非常挑戰人類的直覺,所以到現在為止都有很多網友無法贊同這種觀點,但是引力為啥不是力,愛因斯坦是如何做出這一個論斷的,為啥我們的教科書還要談引力,今天我們就來談談這個問題。