有人说引力导致空间弯曲,果真如此吗?引力和空间到底什么关系?

宇宙时空探索 2024-09-30 11:45:45

在探讨宇宙引力的奥秘时,我们往往会提到爱因斯坦的广义相对论。该理论并不是构建在传统的观念上,即引力是质点间相互吸引的力量,而是颠覆了这个观点,提出引力实际上是时空曲率的表现。

当大质量物体存在于宇宙某处时,它会对周围的时空产生影响,造成时空的弯曲;而当小质量物体穿行至此,它们会依照弯曲时空的特性,沿着所谓的“测地线”进行移动。测地线,可以视为在弯曲空间中连接两点的最短路线,它在平直的空间里可能表现为直线,但在弯曲的空间中则呈现出曲线形态。

因此,小质量物体在大质量物体附近的轨迹看似受到某种力量的牵引,使之绕转大物体作圆周运动。事实上,并不存在这种“吸引力”,一切仅是时空几何结构所致,人们习惯上将这种效应称之为“引力”。简言之,物体间的“引力”实则是物体沿着彼此质量造成的时空曲率进行的测地线运动的结果,是时空的曲率生成了“引力”之感,而曲率的时空即构成了“引力场”。在没有时空曲率的平坦空间中,自然也就不存在“引力”一说。

爱因斯坦对统一场论的探求——力的统一之梦

爱因斯坦提出相对论之际,就已隐约察觉到自然界可能存在某种统一的底层逻辑。他坚信自然界遵循简明的法则,因此,他推测自然界的四种基本相互作用力——强力、弱力、电磁力与引力,应当同源,并且他并不将引力视作真正的“力”。

在广义相对论中,他成功地将引力几何化,并对剩余三种力抱持相同的看法。因此,他致力于将所有力也几何化,试图通过统一场论,用一个单一理论来解释所有基本粒子之间的相互作用。

量子力学对引力的新解读与大统一理论的最新进展

作为现代科学的另一支柱,量子力学也企图构建一个大统一理论,来描述所有自然力。但量子力学的观点与广义相对论不同,它认为引力和其他三种力一样,都是实在的力。每种力都由特定的媒介粒子传递,如强力通过胶子传递,存在于质子、中子这类重子间以及重子内部的三个夸克间;弱力通过W及Z玻色子传递,出现在放射性衰变过程中;电磁力则是通过光子传递,作用范围广泛,从日常生活中的现象到电力、磁力、电磁波等。

量子力学假设引力也通过一种媒介粒子——“引力子”传递。由此,寻找引力子、建立大统一理论的探索拉开了序幕。

到了上世纪六十年代,格拉肖、温伯格和萨拉姆首先实现了弱力和电磁力的统一;七十年代,又有人提出了将强力、弱力和电磁力统一的理论,但并未成功。至今,引力子仍未被找到,那个能统一四种力的终极理论仍旧任重道远。自上世纪九十年代起,科学家们提出了“超弦理论”及其升级版“M理论”,但都未能得到证实。科学家们还在不断探索中。

目前,最成功的“引力”描述仍属爱因斯坦的广义相对论,其中引力与时空的紧密关联被精准地以一句话概括:“物质告诉时空怎样弯曲,时空告诉物质怎样运动”。这表明物质的存在造就了时空,使之弯曲,从而产生了“引力”;没有物质,便无从谈及时间与空间;而时空也无法离开物质独立存在,物质只能在时空中通过引力的作用运动。

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评论列表
  • 2024-09-30 19:01

    空间无形,引力是一个无形得“场”,你所在“场”内越久,你所受到的影响越大,这就是熵增与引力关系,时间流动熵增,引力会随着时间流动而增大,引力是相互吸引,磁场会让你释放“斥力”,以下是收费内容,谨慎观看**************

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简介:用通俗的语言诠释科学