宇宙四大基本力是什麼,連愛因斯坦都沒能統一它們

2020-12-05 科學新視界

本文參加百家號科學#了不起的基礎科學#系列徵文。

推力,壓力,阻力,摩擦力,重力,洛倫磁力,隨便一說都有很多種不同名詞的力,這麼多形形色色的力為什麼說我們的宇宙目前發現的力只有4種基本力呢?那這4大基本力分別是什麼?它們分別又是怎麼定義的呢?

重力與壓力

今天就給大家做個力的科普,說說宇宙中的四大基本力。我們這個宇宙中只存在四種最基本的力,分別是強力,弱力,電磁力和引力,接下來給大家分別解釋。

電磁力

電磁力好理解,你拿一把梳子梳一下頭髮,梳子就能吸起小紙屑,這就是電磁力。

電磁力

引力

引力也好理解,地球繞著太陽轉動,靠的就是萬有引力。

引力

強力

強力和弱力都是微觀層面的力,主要發生在原子層面。我們曾經講過,原子是由原子核與核外電子構成,原子核是由質子和中子構成,強力就是把質子和中子hold住,不讓原子核散架的力。要讓質子乖乖的和中子一起待在那麼小的一個空間裡並且不嫌棄對方,一定要有一個力去克服這個排斥力,這個力就是強力,強力也叫強核力。

強力

弱力

弱力是主導核裂變的力,也叫弱核力,當中子和質子越來越多,強力也hold不住了,強力只能在很小的範圍內才強,弱力只是個搞分裂的力,所以那些重元素傾向於發生核裂變,因為重元素裡面的質子中子都足夠多,強力不夠用了,比如鈾235。

鈾元素

世界上的宏觀力有很多,但是變來變去,宏觀力除了天體之間的引力,基本都是電磁力,比如說你推我一把,我感受到了你的推力,這個力分析下來,我的手和你的身體接觸都是分子層面的作用,歸根結底還是電磁力。

大嘴巴子也是電磁力

其中值得一提的是電磁力和引力可以通過場從而統一起來,而別的力就無法統一了。曾經有很多科學家都致力於統一四大基本力的研究,其中大名鼎鼎的愛因斯坦就致力於研究這個,可是最後弄出了個宇宙常數也沒能實現四大基本力的統一。

愛因斯坦

好了,今天的介紹就到這裡了,你覺得人類能夠統一四大基本力,從而走出太陽系嗎?歡迎在評論區留言討論,你的關注是小編創作的動力。

相關焦點

  • 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。
  • 為了統一四大基本力,科學家耗費了多少心血,未來有可能統一嗎?
    科學家們經過數百年來的研究發現,宇宙中所有現象都可以歸結為四種基本力的作用,即強力、弱力、電磁力和引力。眾所周知,牛頓是經典力學的奠基者,後世的科學家在經典力學的基礎上有所創新甚至是超越。起初人類只發現了電磁力和引力,科學家們想方設法想要將這兩種力統一起來,這一工作直到愛因斯坦提出廣義相對論之後才算完成。到現在為止,仍然沒有哪位科學家能夠將四大基本力統一起來,這是為什麼呢?首先我們需要了解一下統一的概念,這個概念最早由愛因斯坦提出,指的是發現不同種類力之間的聯繫。
  • 為什麼時至今日,仍然沒有人能統一四大基本力?
    一直到科學家發現強作用力和弱作用力之前,人類認為只有引力和電磁力兩種力,於是科學家們嘗試兩種力之間存在的聯繫,即建立起統一理論。之後愛因斯坦做到了這一點,他提出的廣義相對論往電磁力中引入了場的理論,從而使得電磁力和引力統一了起來。在弱作用力和強作用力被發現之後,科學家們又在思考,是否能夠將四種基本力都統一起來呢?
  • 為什麼宇宙會有四種基本力?它們能夠統一嗎?未來之路很艱辛
    自然界的風雨雷地,四季變換,人們在快速前進過程中產生的阻力,產生的發熱現象等等,這一切都可以用科學來解釋。大自然中的一切都逃脫不了科學的範疇,它們的背後並沒有神,而是科學背後的法則來主導著這一切。而科學的核心也是各種法則,也就是我們通常所說的四種基本力。它們分別是引力、電磁力、強核力和弱核力。
  • 統一四大基本力將會在物理學史上擁有怎樣的地位?
    宇宙中的所有力都可以規劃為:引力、弱力、強力和電磁力,對於我們地球來說,這四種力是非常重要的,正是它們的存在,我們所處的宇宙才能有條不紊的運行,它們共同支配著我們的宇宙中所有的一切。強力是夸克之間的吸引力,由膠子傳遞,其中束縛質子和中子於原子核中的是其附加效果由π介子傳遞,在有效距離內,距離越大,力越大,短程力,是四種基本力最強的。對於物理學家,尤其是理論物理學家來講,他們最大的夢想就是提出一個大一統理論。
  • 如果有人統一了四大基本力,那他的地位會超越牛頓、愛因斯坦嗎?
    為什麼是「四大作用力」 首先,我們要說一說「統一」的事,對於物理學家,尤其是理論物理學家而言,他們都有一個夢想,那就是提出一個大一統理論,這個大一統理論其實就是把所有的物理學理論用一個理論來描述,這個夢牛頓做過,愛因斯坦也做過,只不過他們都失敗了。不過,之所以牛頓、愛因斯坦都名垂青史,是因為他們統一了一部分。
  • 大統一理論:一把解開宇宙終極奧秘的鑰匙,就連愛因斯坦都找不到
    眾所周知,宇宙中存在著四種基本力:引力、電磁力、強相互作用力、弱相互作用力。理論上,宇宙間所有現象都可以用這四種作用力來解釋。但這4種力的強度大小和作用範圍都相差十分巨大。如此懸殊的差異,卻能在宇宙中和諧相處,這不免讓科學家們疑惑:自然界為什麼有這4種相互作用?這4種相互作用是否只有差異而無共同之處?當處於一定條件下時,能不能建立一個理論,將這4種力全部囊括進來,統一說明?
  • 愛因斯坦都沒實現大統一理論,完成了75%的楊振寧有多偉大?
    筆者-小文提到影響物理界的偉大科學家,除了愛因斯坦、霍金等人以外,當然也少不了楊振寧。作為物理學界泰鬥界別的大人物,1949年,楊振寧與諾比爾獎得主恩利克-費米合作,一起提出了基本粒子第一個複合模型。這項成就就連愛因斯坦都沒能達成。提到楊振寧的成就,宇稱不守恆原理自然是必不可少的。在過去,許多科學家都認為宇宙是守恆的,物理學家沃爾夫岡·泡利更是提出「上帝不會個左撇子」這種說法。但θ-τ的衰變卻打破了人們的認知,楊振寧和李政道也由此提出了宇宙對稱守恆的原理會在弱相互作用中被打破。
  • 愛因斯坦都沒實現大統一理論,完成了75%的楊振寧有多偉大?
    提到影響物理界的偉大科學家,除了愛因斯坦、霍金等人以外,當然也少不了楊振寧。作為物理學界泰鬥界別的大人物,1949年,楊振寧與諾比爾獎得主恩利克-費米合作,一起提出了基本粒子第一個複合模型。這項成就就連愛因斯坦都沒能達成。提到楊振寧的成就,宇稱不守恆原理自然是必不可少的。
  • 如果有人能夠統一四大基本力,他的地位能否超越牛頓、愛因斯坦?
    物理學家熱愛統一 我們都知道,牛頓和愛因斯坦是物理學史上最頂級的物理學家。我們會發現,最頂級的幾位物理學家都完成了物理學的部分「統一大業」,比如: 牛頓提出了萬有引力定律和牛頓三定律,讓我們知道物理學定律是具有普適性的,宇宙中的和地球上的都是一致的。
  • 如果有人能夠統一四大基本力,那他能否超越牛頓、愛因斯坦?
    物理學家熱愛統一我們都知道,牛頓和愛因斯坦是物理學史上最頂級的物理學家。我們會發現,最頂級的幾位物理學家都完成了物理學的部分「統一大業」,比如:牛頓提出了萬有引力定律和牛頓三定律,讓我們知道物理學定律是具有普適性的,宇宙中的和地球上的都是一致的。
  • 什麼是四種基本力,在宇宙中起到了什麼作用?
    迄今為止物理學家們已經發現了宇宙可見物質中全部的四大基本力,所有觀察到的物理現象本質上都能用四種基本相互作用力得到描述和解釋。也正因為如此,無數物理學家們渴望把四種基本力綜合到一起,成為一個完善的物理學終極理論,也就是愛因斯坦晚年致力於的「大統一理論」由於我們的宇宙是由微觀粒子構成的,因此粒子之間的萬有引力、電磁力、強相互作用力、弱相互作用力決定了宇宙中的一切,相比其他三個基本力,引力是我們最為熟悉的,但它卻是最弱的力,日常生活中的小質量物體之間的引力作用基本忽略不計也感覺不到,但在天體運行中可以清楚的感覺到引力的存在以及帶來的影響
  • 為什麼物理學追求四種基本力的統一?
    自從科學誕生之日起,科學家就一直走在統一的道路上,牛頓統一了天上地下的物體運動規律,麥克斯韋統一了電和磁,愛因斯坦統一了時間和空間,質量和能量,楊振寧統一了電磁力與弱核力;統一場論是物理學的終極夢想,如果誰真的能統一四種基本力,那麼他的功績是絕對是前所未有的。
  • 誰統一了兩種基本力?
    無論是蘋果落地,還是吸附在冰箱上的磁鐵,都是它們在發揮著作用。相比而言,弱力和強力也許沒有那麼為人熟知,這兩種力都是短程力,不像電磁力和引力有無限大的作用範圍。弱力支配了粒子的衰變,在太陽的核聚變反應中扮演著重要的角色;強力則將構成質子的夸克緊緊地束縛在一起。
  • 誰統一了兩種基本力?
    無論是蘋果落地,還是吸附在冰箱上的磁鐵,都是它們在發揮著作用。相比而言,弱力和強力也許沒有那麼為人熟知,這兩種力都是短程力,不像電磁力和引力有無限大的作用範圍。弱力支配了粒子的衰變,在太陽的核聚變反應中扮演著重要的角色;強力則將構成質子的夸克緊緊地束縛在一起。
  • 四大基本力——強力,維繫整個宇宙的力量!
    四大基本力——強力,維繫整個宇宙的力量!粒子物理學家可能看起來像是一群乾巴巴的人,但他們很有樂趣。為什麼會有「奇異夸克」這樣的東西?然而,當涉及到基本的核力量時,它們並不是一團糟:自然界中最強大的力量被簡單地稱為「強量」,它實際上是把在夸克聯繫在一起的力量。要想知道強作用力是什麼,我們就必須放大原子,你需要對物理學家所說的基本粒子有一個基本的了解。例如,讓我們從一個氦原子開始。氦原子有兩個電子繞著由兩個中子和兩個質子組成的原子核旋轉。對於大多數高中化學課來說,這就是微粒的終結點。
  • 什麼是四大基本力?假如有人能將其統一,他能超過愛因斯坦嗎?
    說到力,人們腦海中通常會想到摩擦力,拉力,牽引力,萬有引力等。但是除了引力之外,摩擦力,牽引力等我們日常生活中常見的力,都屬於電磁力的範圍。除了引力與電磁力之外,宇宙中還存在強相互作用力以及弱相互作用力。
  • 愛因斯坦一生都想完成的夢想——宇宙統一理論!
    然後就是愛因斯坦的相對論。愛因斯坦先於1905年提出狹義相對論,他認為時間和空間並不是相互獨立的,運動的物體在時間上的變化會相應的導致其尺度上的改變,這是狹義相對論的特點。十年之後,在此基礎上,愛因斯坦提出了廣義相對論。廣義相對論對掌握一切恆星和星系運動的萬有引力作了極為精闢的闡述。有了這樣的成就,愛因斯坦對自然萬物之間必有統一之力的設想似乎指日可待。
  • 科學家發現宇宙「第五種基本力」
    我們知道,根據現有的物理學理論,這個世界上只有四大基本力,分別是:強核力,弱核力,引力和電磁力。這四大基本力解釋了基本粒子的性質,如放射性,如核輻射,也解釋了星系宇宙的演化,從微觀到宏觀,四大基本力就是這個世界的四大支柱。
  • 四種自然基本力能實現統一,合併成一種可以解釋整個宇宙力嗎
    自然界中力形式千千萬萬種,但我們可以把這些力歸類為以下四種基本自然力:引力弱核力電磁力強核力它們被稱為自然四種基本力,支配著宇宙中發生的一切例如,把書放在桌子上的法向力,是桌子原子中的電子排斥書原子中的電子的結果。圖:把書放在桌子上的力是電磁力的結果:桌子原子中的電子排斥書原子中的電子。強核力強核力,也稱為強核相互作用,是自然界四大基本力量中最強的。