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为什么会有引力

作者:李龙明
2020-02-23
信息

为什么会有引力

一、为什么会有引力

因为有质量

说到质量就必须提牛顿,牛顿的力学三大定律奠定了经典力学的基础,其中第一、二条定律间接说明了惯性是质量的一个附加属性。其次万有引力定律说明了引力是质量的另一个附加属性,我们不必问为什么,因为它就是存在的。

广义相对论是专门研究引力的一个理论,爱因斯坦把引力解释为时空的扭曲,实际上时空扭曲也必须要有质量存在,因此我理解为时空扭曲也是质量的一个附加属性。

目前为止四大基本相互作用:电磁相互作用、强相互作用、弱相互作用、引力相互作用,前三大相互作用在非阿贝尔规范理论下是不可分辨的,即前三种相互作用是统一的,唯独引力相互作用还没有统一,爱因斯坦穷尽半生都没有进展,这个问题还在考验着当代的理论物理学家。可以这么说,如果某人能提出一个规范场的大统一理论,那下一次的诺贝尔物理学奖非他莫属,你也就不会问“为什么会有引力”这个问题了。

二、物质之间为什么会有引力

引力引力 所有物质之间互相存在的吸引力,即万有引力,与物体的质量有关,运算公式:F=GMm╱R^2.引力为什么产生,牛顿发现了引力问题,是他在思考问题时被苹果砸在头上(很可能是杜撰的).想到了引力的问题.但是对为什么产生引力目前没有解释.近代物理(广义相对论)认为万有引力是由于时空弯曲而产生,并认为宇宙当中的曲线运动在四维时空中是直线运动.引力的产生与质量的产生是联系在一起的,质量是物质的内秉性质,由空间的变化产生的一种效应,引力附属质量的产生而出现.引力定律:两物体间的引力与它们的质量成正比,与距离的平方成反比.即F=GMm/R^2,G是引力常量,为6.67*[10^(-11)] N*m^2/kg^2.不同时空观下对于引力是什么的不同解释:引力在经典物理学中被认为是宇宙中几大基本力之一,跟质量成正比跟距离成反比.但在爱因斯坦的理论中引力已经不是一种基本力了,而仅仅是时空结构发生弯曲后的表现而已.而导致失控结构发生弯曲的原因就是巨大的质量.举一个例子:太阳系内的行星围绕太阳运行,在经典物理学中的解释是因为行星受到了太阳的引力作用,而围绕太阳运行.但如果运用爱因斯坦的理论,从根本上说就没有引力.行星在宇宙中本来应该在空间内作匀速直线运动(参见牛顿定律),但由于太阳的存在,其周围的时空结构被太阳的质量压弯曲了,所以在一定范围内的行星就“被太阳俘获了”,在一个弯曲的时空内匀速直线运动就变成了匀速环绕运动,而形成了太阳系.具体到黑洞这种极端条件下的宇宙天体.它有极强的吸引力,科学家在解释这种吸引力的时候,把它的原因归结为空间弯曲.而造成空间弯曲的原因是黑洞本身的巨大质量.所以说到引力归根结底是和质量有关,万有引力是把引力视为由质量引起的一种基本力,而爱因斯坦相对论则把引力视为质量引起的时空弯曲的表现.黑洞的引力:光之所以会被黑洞吸进去,是因为引力大造成空间扭曲,光随著被扭曲的空间走而进去黑洞里,大家都知道光只走直线,所以光并不是被引力吸进去的,而是光还是走直线,但空间扭曲而进到黑洞,打个比方,在纸上画一条线,把那张纸扭曲,但它还是一条线黑洞是怎么把自己隐藏起来的呢?答案就是——弯曲的空间.我们都知道,光是沿直线传播的.这是一个最基本的识.可是根据广义相对论,空间会在引力场作用下弯曲.这时候,光虽然仍然沿任意两点间的最短距离传播,但走的已经不是直线,而是曲线.形象地讲,好像光本来是要走直线的,只不过强大的引力把它拉得偏离了原来的方向.中国著名物理学家 黎阳(1978.05.05——),推导出著名的杰拉德理论揭示出万有引力与强力的统一理论体系,在耶鲁大学发表后,引起国际物理学界的轰动,对于自然界的4种基本力 万有引力、电磁力、弱相互作用力、强相互作用力,长期以来,人们有一种朴素的愿望,世界是统一的,各种基本相互作用应该有统一的起源.许多著名物理学家,例如爱因斯坦、海森堡、泡里(Pauli)等,在晚年致力于统一理论的研究,但是没有取得成功.麦克斯韦方程统一了电和磁两种相互作用,温伯格(1967年)和萨拉姆(1968年)在格拉肖早期工作的基础上,成功地建立了一个优美的理论,把电磁力和弱相互作用力看做是一个单一的力——电弱力——的不同表现形式,从而把它们统一起来.这模型的成功加深了人类对弱作用和电磁作用本质的认识,也推动人们在规范理论基础上,把各种相互作用力统一起来的努力.万有引力为何总是表现得比强力等力要弱的问题一直困扰着国际物理学界,中国留美硕士黎阳经过长期的实验和数据计算终于解开了这个世界性的难题,将万有引力和强力完美地统一起来.目前弱力与电磁力,万有引力与强力构成了两大体系系统,如果人类能将这两大体系统一起来,大统一理论将最终得到胜利论证,而中国物理学家黎阳将万有引力与强力的结合对大统一理论的最终完成又进了一大步.万有引力实际上是强力的另一种表现形式,当环境变量发生改变后就表现万有引力的形式,质量是两者的共同的重要因素,原子核的的单位质量非常巨大,万有引力之所以弱是因为宏观世界中原子核之间的距离也非常巨大,单位空间中原子核数量的局限造成了万有引力比强力表现要弱得多的情况发生.。

三、地球为什么会有引力

不但地球对它周围的物体有吸引作用,而且任何两个物体之间都存在这种吸引作用。物体之间的这种吸引作用普遍存在于宇宙万物之间,称为万有引力。

万有引力是由于物体具有质量而在物体之间产生的一种相互作用。它的大小和物体的质量以及两个物体之间的距离有关。物体的质量越大,它们之间的万有引力就越大;物体之间的距离越远,它们之间的万有引力就越小。

两个通常物体之间的万有引力极其微小,我们察觉不到它,可以不予考虑。比如,两个质量都是60千克的人,相距0.5米,他们之间的万有引力还不足百万分之一牛顿,而一只蚂蚁拖动细草梗的力竟是这个引力的1000倍!

但是,天体系统中,由于天体的质量和大,万有引力就起着决定性的作用。在天体中质量还算很小的地球,对其他的物体的万有引力已经具有巨大的影响,它把人类、大气和所有地面物体束缚在地球上,它使月球和人造地球卫星绕地球旋转而不离去。

重力,就是由于地面附近的物体受到地球的万有引力而产生的。

任意两个物体或两个粒子间的与其质量乘积相关的吸引力。自然界中最普遍的力。简称引力,有时也称重力。在粒子物理学中则称引力相互作用和强力、弱力、电磁力合称4种基本相互作用。引力是其中最弱的一种,两个质子间的万有引力只有它们间的电磁力的1/1035 ,质子受地球的引力也只有它在一个不强的电场1000伏/米的电磁力的1/1010。因此研究粒子间的作用或粒子在电子显微镜和加速器中运动时,都不考虑万有引力的作用 。一般物体之间的引力也是很小的,例如两个直径为 1米的铁球 ,紧靠在一起时 ,引力也只有2.83*10-4牛顿,相当于0.03克的一小滴水的重量 。但地球的质量很大,这两个铁球分别受到4*104牛顿的地球引力。所以研究物体在地球引力场中的运动时,通常都不考虑周围其他物体的引力。天体如太阳和地球的质量都很大,乘积就更大,巨大的引力就能使庞然大物绕太阳转动。引力就成了支配天体运动的唯一的一种力。恒星的形成,在高温状态下不弥散反而逐渐收缩,最后坍缩为白矮星、中子星和黑洞 ,也都是由于引力的作用,因此引力也是促使天体演化的重要因素。

四、为什么会有引力

正如牛顿苦思一个似乎天真的问题,苹果为什么会掉在地上?最终发现了“万有引力”,笔者对一些人们熟视无睹的现象提出疑问,太阳的引力为什么这么大?是因太阳的质量大;那太阳是由什么构成?太阳是由氢氦原子构成。

很明显太阳总质量等于其内原子质量之和。在太阳中,强核力、电磁力、弱核力时刻在与引力抗衡(在本文中“引力”即是指“万有引力”,下同),而且强核力、电磁力、弱核力三者之和必须等于引力,星体才不致被引力压塌,才能维持太阳的稳定(强核力又称强力,强相互作用,电磁力又称电磁相互作用,弱核力又称弱力,弱相互作用)。

强核力、电磁力、弱核力产生向外的力,引力产生向内的力,四者的对抗形成长期平衡,即“引力=强核力+电磁力+弱核力”。强核力、电磁力、弱核力都在原子之中,那引力也必然存在原子中,那太阳的引力等于其内每个原子输出的引力之和。

在宏观宇宙中,我们已证实在引力、强核力、电磁力、弱核力四者中,引力是最强大的,它在四种宇宙力中始终占主导地位,在它的作用下形成星系团、星系、太阳系、恒星、行星,它使得千亿颗恒星绕着银河中心旋转,它将太阳束缚成炽热的火球,它使得我们每个人能生存于地球上,它使得宇宙万物能够存在。 引力在宏观宇宙中始终占主导地位,宏观物质是由微观物质组成,宇宙中的主角“恒星”、“行星”都是由原子构成,那引力必然存在于原子之中,而且每个原子的引力等于该原子内的强核力、电磁力、弱核力之和。

从恒星到白矮星、中子星、黑洞的演化中,我们可以看到引力在与强核力、电磁力、弱核力的对抗中,逐步取得阶段性胜利,并最终将强核力、电磁力、弱核力与引力统一,成为纯引力的黑洞。 引力是宇宙最强大的存在。

宇宙中的恒星、行星都是引力与强核力、电磁力、弱核力对立统一的平衡体,它们构成了可见的宇宙。为什么这种在宇宙占主导地位的引力一到人类居地的地球的微观物质中就失踪了呢?这只不过是人类的认知水平问题,引力无处不在。

人们将引力排除在微观物质之外,认为引力在微观物质中可以忽略不计,必将重蹈“地心说”的覆辙,两者都是以不科学的观测手段作出了错误的判断。 按照现有原子理论的逻辑,如果将太阳分割成无数个篮球大小的物体,那这些篮球大小物体的总引力就变得只有强核力的1/1040,这显然是荒谬的。

合理的推论是:太阳是由原子构成,强核力、电磁力、弱核力都存在于原子中,那引力也必然存在于原子中,且引力等于强核力、电磁力、弱核力之和。原子中也确实存在这种引力,只不过因人们过去不了解引力的性质,将这部分吸引力归到了强核力中,实际上强核力只是一种强大的斥力。

原子所拥有的引力与强核力、电磁力、弱核力相当,原子就是一种引力与强核力、电磁力、弱核力相互对抗的平衡体,在无干扰的环境中,这种平衡可以保持1033年以上。 我们知道能量是守恒的,当宇宙进入黑洞期,宇宙原有的强核力、电磁力、弱核力都已与引力统一,也就是说宇宙中引力子的能量总和即是宇宙总能量。

引力怎么可能象过去认为的那么小。引力是宇宙最强大的存在。

引力是什么?茫茫宇宙由无数个星系、星体组成,这些天体沿着各自的轨道秩序井然地运转,组成一个和谐的宇宙大家庭,是什么神奇的力量把这些天体组合在一起的呢?人们认为是引力。然而引力的实质是什么呢? 早在1679年,著名科学家牛顿提出了万有引力定律,认为天体间因有质量而有引力,并且发现了引力对一切物体的作用性质都是相同的。

例如,当地球引力把任何一个物体吸引到地面时,其加速度是9.8米/秒'。很显然,牛顿所提出的引力,实际上就是重力。

但是引力是如何实现的呢?它的作用机制是什么?万有引力定律不能解答。 引力与电力有相似之处,如二力均与物体间距离的平方成反比,与两物体所带力荷(引力是质量,电力是电荷)的乘积成正比。

但二力的比例系数相差悬殊,电力远远大于引力。例如,在氢原子中,原子核与电子间的电吸引力是它们间引力的1040倍!二力间还存在一些其他的差别,如(两物质的)同性电荷间存在相互排斥力,异性电荷间存在吸引力,而万有引力却总是吸引力。

1916年爱因斯坦广义相对论的问世,提出了崭新的引力场理论。他认为由引力造成的加速度,可以同由其他力造成的加速度区分开来。

这个命题就是爱因斯坦的等价原理,即一个加速系统与一个引力场等效。我们设想,一个人在远离地球的太空中乘一架升降机上升,上升的加速度为9.8米/秒·平方,由于速度变化产生了阻力,这个人双脚会紧紧压在升降机的底板上,就像升降机停在地球表面上不动一样,但无法说明他所受到的是引力还是惯性。

因此,牛顿所说的万有引力,在爱因斯坦看来,根本不是什么引力,而是时空的一种属性。在这种成曲线的四维时空连续体中,根本不需引力.天体是按自己应有的曲线轨道运行的。

1918年爱因斯坦根据引力场理论预言有引力波存在。他认为高速运动着(加速运动)的物质会辐射引力,引力波就是这种引力的载体,就像光波是电磁力的载体一样。

引力波的速度与真空中的光。

五、为什么会有万有引力

1.1913年,伟大的物理学家爱因斯坦提出了万有引力场论.爱因斯坦认为任何带有质量的物体周围都存在有引力场,引力场是通过引力波来传播的,引力波像电磁波那样通过媒介子传播,我们都知道电磁波是通过光子来传播能量的,因此它的媒介子是光子,引力波在传播能量的过程中,同样有媒介子的作用,爱因斯坦把这一媒介子称之为引力子. 经过这麽多年的探索,人们一直没能在宇宙中发现它的踪影,现在我们没有足够的证据证明它的存在,也没有足够的证据否认它的存在.因此,探索引力子是否存在成为科学界的一大难题. 虽然引力子在宇宙中无处不在,但探索之路仍然是举步维艰.有学者认为,引力之微弱表明,其媒介子引力子几乎不与其它的物质发生反应,这是我们长期探测不到它的原由,这个理由虽然很有说服力,但也不足以证明引力子是存在的事实. 试图找到一种更有说服力的方法,就是证明引力波的存在,从而间接的证明引力子的存在.如果可以证明宇宙中有引力波存在,那么引力波必定有与之对应的媒介子引力子来传递能量. 引力波在宇宙中是普遍存在的,星体的加速旋转,相撞,吞并等都可以使引力场发生扰动并产生引力波,但由于引力波与引力子一样很难与其它物质发生反应,以至于至今我们无法探测它的存在,只能间接地通过观测行星发生引力辐射,而导致周期的变化证实它的存在. 引力辐射是引力波的另一种称呼,它是指引力波从星体或星系中辐射出来的现象,如果证明了引力辐射的存在就等于证实了引力波的存在. 为什么这样说呢? 引力辐射是一种能量的辐射.假如一个行星围绕恒星运动,恒星的旋转会伴随有引力辐射的发生,使得行星的运转轨道发生变化,其主要变化特征表现在行星运动周期的减小,如果行星的运动周期减小,那么就能说明引力辐射的发生. 这一现象在1974年,被赫尔斯和泰勒二人所证实.他们对脉冲双星PSR1913+16进行观测,发现它们的公转周期变小率为(-2.40+-0.09)*10^-12,这个数值与广义相对论的计算符合的很好,广义相对论的预言值为(-2.403+-0.002)*10^-12,这一点充分证明了引力辐射的存在. 引力辐射的存在,意味着引力波在宇宙中是存在的,并且无所不在.同时也证明了引力波的媒介子引力子的存在. 通过这些论断,可以证明引力子在宇宙中是必定存在的,只不过我们无法探测到.引力子的无法探测性,其实并不影响我们寻求量子引力理论,因为量子引力理论建立的基础是场,而不是粒子.既然万有引力,就必然万有斥力,若不然万物就吸引粘连在一起了. 世间宇宙间一切事物,因物质引力子的引力性而形成物体的无限多样性,因力度斥力子的斥力性而形成物体的无限运动性. 2.既然有引力场,就必然有斥力场.这是宇宙世界阴阳矛盾对立统一哲学基本原理的必然性. 所谓斥力场,即物体辐射力度场.太阳是一个巨大的光能辐射场,地球是一个电子能辐射场,人体和动物都有热电辐射,原子也有辐射,光电子还有辐射……最后的终极辐射,我们可以把它定义为斥力子. 一切运动,都因斥力子的量度变化而变化.引力场,因引力度而形成物体的性状.斥力场,因斥力度而形成物体的运动性. 依引力子,形成物质实体……依斥力子,形成空间运动…… 空间运动物体,主要取决于三维斥力度.比如地球围绕太阳转,就因地太及银心三斥力交织所致……。

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