引力是如何产生的,或者说引力的本质是什么?
目前科学界的主流观点认为,引力的本质是时间空弯曲,它来源于爱因斯坦的广义相对论,并得到了许多天文观测的证明,在理论预测中起到了很好的作用。
在人类认识引力的过程中,主要有三种理论。以下分别介绍。
牛顿经典引力理论据说牛顿之所以实现万有引力定律,是因为一个苹果掉下来砸到了牛顿的头。世界上所有物质都有引力,这就是万有引力。引力的大小不仅与两个物体的质量有关,还与两个物体之间的距离有关。这是经典力学中对引力的描述。
上图是人类拍摄的第一张黑洞照片
量子引力理论量子力学和相对论是现代物理学的两大支柱。量子力学致力于研究物质在微观世界的运动规律,其研究成果得到了实验的准确支持。量子力学尝试过量子化引力,但是没有成功。
世界是物质的,物理学家认为自然界有四种基本力:电磁力、强力、弱力和引力。量子力学与狭义相对论和经典场论相结合,形成量子场论,并在扬·米尔斯理论的基础上发展出标准模型理论,成功地统一了前三种力,但未包括引力,即量子力学与广义相对论不相容。
科学家发现电磁力、强力、弱力都是由粒子(规范玻色子)交换而成,于是提出了引力子的概念,并预言了粒子的性质,但至今在实验中没有发现引力子。在量子力学中,粒子被定义为质量为0,自旋为2的玻色子。
量子力学虽然不能解决引力问题,但可以解决质量的起源问题。科学家认为希格斯场是按时间空分布的,这些粒子是由希格斯机制赋予质量的。目前,科学家已经在实验室成功观测到希格斯场激发的希格斯粒子。
但是,目前科学家们并没有放弃对引力量子化的追求,因为万物理论太有吸引力了。超弦理论是目前最有前途的理论,与量子力学和广义相对论兼容。
结束语通过上面的介绍,相信大家已经知道引力的本质与量子力学和广义相对论是不相容的,也就是说还有很多问题需要解决,需要一个全新的理论才能与量子力学和广义相对论相容。但是,这并不意味着量子力学和相对论是错误的,就像相对论没有推翻牛顿力学一样。特别是现在,对于暗物质和暗能量的了解很少。
不可否认,现有的实验证据表明,广义相对论是目前最精确的引力理论,有许多重要的应用。目前,/time空弯曲是对重力最好的解释。
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