引力到底是什麼,可能它並不是力

2020-10-18 新用戶01591656

力在我們的生活中隨處可見,當我推別人一下,我會給別人施加一個力,而我也會受到一個反作用力。如此常見的現象卻支配著我們的生活,我們的一切,從微乎其微的原子量子到浩瀚無垠的宇宙。

大名鼎鼎的牛頓提出萬有引力定律,解釋了天體運行的規律。海王星的發現不得不說是一個奇蹟,是對牛頓萬有引力定律的最好詮釋。

1781年3月31日的一個夜晚,天文學家威廉·赫歇爾在觀測星空時,發現了新的天體——天王星。可後來,人們發現天王星的軌道並沒有按計算的運行。它仿佛是個「醉漢」左搖右擺。是什麼造成天王星的運行軌道「異常」呢?於是天文學家大膽猜想在天王星的外側一定還有一顆行星「拖曳」著天王星使其軌道異常。

1844年,天文學家勒維烈利用牛頓力學通過天王星運行的偏差反推出另一顆新行星的位置。在德國天台加勒的幫助下,他們在1846年9月23日在預定的天區發現了太陽系第八顆行星——海王星。這無疑是牛頓萬有引力定律最輝煌的時刻。

可是當我們把視線從太陽系最外側的行星海王星拉回到最內側的行星水星時,問題出現了——水星近日點進動問題。簡單來說就是水星在近日點實際觀測到的進動值與用牛頓萬有引力定律計算出的數值存在偏差。可科學家用盡各種方法,始終無法解釋這個現象。是我們出錯了,還是牛頓力學出錯了。水星進動問題困擾了學界一、兩百年。

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。大質量的天體把時空壓彎曲了,周圍的天體在這彎曲的時空裡運動,就像大天體拉著小天體轉動。想想在一張彈簧床上放一個大質量的鉛球。它會把彈簧床壓一個凹洞,再把小質量的彈珠放在凹洞邊,它就會沿著凹洞慢慢滾向鉛球。這就像大質量的天體用引力「拉」著小天體一樣。這只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。而強力、弱力只在微觀世界才嶄露頭角。然而引力卻與電磁力、強力、弱力有著明顯不同。

在人們的印象中引力非常強大,天體運行全靠引力支配。這個觀點是不正確的。恰恰相反引力才是四種力中最弱的。若將強力設為「1」,弱力是它的10的負13次方倍,而電磁力是強力的137分之一,引力是強力的10的負39次方倍。這是個什麼概念,千萬億億億億分之一呀。想想我們小時候玩的磁鐵,用它靠近一根針,針很容易的就被吸到了磁鐵上。這難道不是小小的磁鐵的磁力戰勝了我們地球的引力嗎?

引力 是長程力可以作用很遠的距離,理論上是無限遠。甚至現在的理論認為它可以穿越各個維度。在影片《星際穿越》中,主人公被困於宇宙深處的四維空間,就是通過引力向遠在三維空間的地球的女兒傳遞信息,從而拯救了全人類。

量子力學認為,力應該是交換基本粒子而實現的。電磁力交換光子而實現傳遞。在微觀世界中,強力是夸克之間通過交換膠子而實現的。弱力則是靠w、z玻色子傳遞的。但是引力呢?可能有人會脫口而出「引力子」,但這僅僅是個假想而已。幾百年來,科學家都想找到引力子,可都沒有成功。現在電磁力、強力、弱力都能夠統一在一個理論中,而獨獨最先發現的引力始終無法統一。

牛頓提出引力,使其光芒萬丈。

愛因斯坦窮盡後半生一直想統一引力,每每都鎩羽而歸。

量子力學中引力子又遲遲未見蹤影。

引力看似平常,無處不在,但它究竟為何?

相關焦點

  • 無比強大,卻又無比弱小的引力,它的本質到底是什麼?
    如同強核力、弱核力以及電磁力的媒介粒子膠子、W及Z玻色子以及光子一樣,人們也希望能夠找到引力的媒介粒子,並且事先已經給這種粒子命名為了引力子,只可惜事與願違,時至今日都未能發現引力子的蛛絲馬跡。引力是一種非常強大的力,它遍布於宇宙之中,小到一磚一石,大到宇宙天體,無一不受引力的作用,我們的地球能夠圍繞太陽穩定運行也是託了引力的福。
  • 無比強大,卻又無比弱小的引力,它的本質到底是什麼?
    引力是宇宙間普遍存在的一種基本力,其餘的三種基本力分別為電磁力、強核力和弱核力,由於這三種基本力都已經找到了對應的媒介粒子,所以也就實現了統一,唯獨引力與它們格格不入。引力是一種非常強大的力,它遍布於宇宙之中,小到一磚一石,大到宇宙天體,無一不受引力的作用,我們的地球能夠圍繞太陽穩定運行也是託了引力的福。然而另一方面,引力又是無比弱小的,是四種基本力中最弱的一個,它幾乎無法與任何力量相抗衡。
  • 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。
  • 基本作用力有:引力、電磁力,你還知道什麼「力」?
    我如果問你「力」是什麼,請不要告訴我你知道「巧克力」。咱們不要這麼皮,理性的來說,你可能馬上想到力不就是力氣、力量、力度嗎?我如果問你受力的大小怎麼理解,你可能會揮起拳頭這麼一揮,說拳頭往沙包上打去,打得越狠,沙包受到的力就越大。
  • 三大基本力都被統一,只剩下引力沒有,它的本質是什麼?
    引力是物理學中的四大基本力之一,另外三個是強力、弱力和電磁力。後面三種已經統一,唯獨引力格格不入,沒有參與到統一的進程中。要知道,發現大一統理論最有可能的方法就是統一四大基本力。統一了它們,就有可能發現各種物理現象深層的規律,推動大一統理論誕生。
  • 引力,既強大又弱小,它到底是什麼?
    引力讓月球圍繞地球運行,引力讓地球圍繞太陽公轉,引力使所有的恆星系、星系、星系團都能夠穩定有序的運行。然而,引力也極為弱小,在四種基本力之中,引力是最弱的。即使是一個孩童,也能夠輕易從地上撿起一塊石頭,即使這塊石頭正在受到整個地球的引力拉拽。牛頓認為,物體之間的引力作用除了和質量有關,還與距離息息相關。距離越遠,引力越弱。
  • 引力的本質到底是什麼?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。
  • 申文斌:引力與慣性力的分離
    在引力與慣性力的分離、時頻信號測定重力位、重力場邊值問題求解、地表淺層法確定全球大地水準面、三軸三層地球自轉理論、地球膨脹等方面作出了重要貢獻。獲國家科技進步獎一等獎1項、二等獎1項、省部級科技進步獎特等獎1項、一等獎2項等多項榮譽。論及引力與慣性力的分離,可能有人會問:引力與慣性力能分離嗎?
  • 引力:讓我們腳踏實地的力量到底是什麼?
    此前流傳於社交媒體平臺的熱帖——「美國宇航局說由於地球受太陽引力的關係,2月10日是對物體的引力最小,一年中唯一可以讓掃把站起來的日子」,被證明並不屬實。然而,這場社交媒體上的集體實驗,也讓人們禁不住想去追問:到底什麼是引力?日常生活中究竟哪些現象真正體現了萬有引力?引力,是由兩個有質量的物體相互吸引而產生的相互作用。
  • 顛覆認知,引力是力嗎?
    愛因斯坦認為:引力不是力,而是順應時空彎曲的外在表現。從這種觀點來看,表面看起來是在引力控制下運動著的物體,實際上只是自然而然地沿著它面前彎曲的時空移動。光之所以會走彎路,是因為它沿著彎曲的時空之路行進。水星離太陽最近,感受到的時空彎曲就更大,這在一定程度上解釋了其軌道額外進動的原因。這些現象的背後機制到底是怎樣的呢?在愛因斯坦眼中,空間不再是一個巨大的空曠區域,空間本身就是一個物理實體。空間像是一塊看不到盡頭的橡膠板,這塊板可以以多種方式改變其形態:可以被拉伸或擠壓,可以被拉直或變彎,甚至可以收縮成點。
  • 相對論和牛頓定律都無法解釋的引力,它到底來源於哪?
    牛頓的萬有引力理論認為物質的引力來源於物質的質量,引力是有質量的物質固有的屬性;而愛因斯坦的相對論則認為引力來源於有質量的物體引起的周圍空間的彎曲,這時的空間彎曲就是空間凹陷或塌陷的意思。但是上述二人的引力理論其實都不能真正解釋引力,都不能說明引力的本質和引力到底如何產生。引力的本質和引力到底如何產生至今還是一個謎。
  • 如果引力不是一種力,那麼它如何使物體加速的?
    我在網上找到的一些解釋認為引力始終一致,在其想像試驗中,一個站在地球上的人與一個坐在火箭裡「被加速」遨遊太空的人感受到同樣大小的引力。我能理解為什麼這些狀況下引力是相同的,但如何解釋一塊磚從一幢建築物上掉落時,其加速度為9.8 m/s^2 ? 而且,上面那個想像試驗中已存在一個力(即火箭的推進力)。答:這可能是關於一般相對論最普遍的一個問題。如果引力不是一種力,它如何使物體加速?
  • 原子既然不是行星模型,那麼是什麼力使電子與原子核不離不棄?
    這個問題似乎說不清,我查找了很多資料,也看了一些朋友的回答,都不能令人滿意,所以也來說說,可能還是不能令人滿意。這個問題我一直想弄清,電子與原子核之間到底是一種什麼樣的力在起作用。我們已經知道了,這個世界現在已知的有4種相互作用力存在,即引力、電磁力、強力、弱力。
  • 什麼是引力輻射?它和電磁輻射有什麼關係?
    從引力紅移到星光因物質的存在而發生彎曲,這一系列不可思議的預測都證實了相對論的正確性。既然,物質/能量的存在會扭曲空間,那麼物質的運動可以擾動時空產生漣漪嗎?當時愛因斯坦就是這麼考慮的,因此預言了引力波的存在,今天我們說下什麼是引力波?我們先從一種類型的波開始,這可能是你最熟悉一種波:水波。
  • 太陽系行星的形成並非因為靜電力 如果有引力就更不可能
    我發現科學家可能錯了。科學家說是塵埃在靜電作用下逐漸匯聚形成的地球、金星、土星等。首先,如果有引力,星體應該不是逐漸形成的,而是一開始就有一個大物體,才形成的。如果沒有引力才能夠從塵埃逐漸匯聚形成。因為太陽有極大的引力,會將那些細小的物質都吸引到自己哪裡。
  • 引力到底是怎麼產生的?是引力創造了星球,還是星球創造了引力?
    引力到底是怎麼產生的?是引力創造了星球,還是星球創造了引力?因為有了引力,所以物體會從高空墜落,人們可以在地表行走,引力的存在毋庸置疑,然而直到現在,也沒人知道引力到底是怎麼產生的,儘管科學家們提出了非常多的想法與猜測,並且每一個看上去都很有道理,但終究只是猜測,並不是確定的事實,那麼引力到底是怎麼產生的呢?到底這些引力創造了星球,還是這些星球創造了引力呢?
  • 引力是四種基本力中最弱的,科學家承認它可能洩露到其它空間維
    按照現代物理學的觀點,支配物質世界各種運動現象的力可歸結為四種基本相互作用,即引力相互作用、電磁相互作用、強和弱相互作用。四種基本相互作用的最終統一描述是物理學的重大、前沿科學問題之一。在這四種基本相互作用中,引力作用是所有物質之間都存在的一種相互作用,也稱為萬有引力。由於引力常數G很小,對於通常大小的物體,它們之間的引力是非常弱的。
  • 暗物質到底是什麼?科學家對它的判斷可能一開始就錯了
    這個星系它的旋轉速度比引力的力量還要大,正常情況之下,星系的旋轉速度超越了引力,引力和離心力就無法完全抵消,這個時候,星系內的天體大概率就會被甩出去。可是真實的觀測結果卻是,天體仍然非常穩定,沒有出現亂飛的現象。
  • 力的本質是什麼?只有知道力的本質才能將力統一
    後來發現引力和電磁力都不需要接觸就可以產生,是一種超距作用。並且認為力的作用不需要時間,是瞬時發生的。到後來場的概念被提出來後,人們知道引力,電磁力都是場的作用(場相干),力是通過兩個物體之間的場接觸產生,引力是由於兩個物體之間的引力場相互作用,電磁力是兩個物體之間的電磁場相互作用。而且力傳遞需要時間,力傳遞的速度是光速。
  • 其他三種力可以用量子力學解釋,為什麼引力卻不能?
    提到引力,大部分人都明白它大體上的意思。它控制了行星、恆星和星系的運動;它製造了黑洞;它還讓蘋果掉下來砸在那個大名鼎鼎的科學家的腦袋上,所有這些都是引力造成的。但是,我們真的了解引力嗎?未必!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。與其他力相比,引力的強度出奇的微弱,而且它只能讓物體互相吸引,而不能讓物體互相排斥。其二,其他三種力都可以用量子力學來解釋,唯獨引力卻不能用量子力學來解釋。關於引力為什麼這麼弱,沒有什麼權威的解釋,唯一能含糊其辭、堂而皇之說得通的理由是:它必須這麼弱,否則我們就不可能存在了!