万有引力的本质是什么?
爱因斯坦在广义相对论当中明确地提出了,万有引力的本质是时空的几何。一种作用力是一种几何,这种宣称完全颠覆了我们对“力”的认知方式。这也使得看待其他基本力的本质有了新的可能——或许所有力的本质都是某种能量造成的几何结构。
如何来理解万有引力是时空的几何?先用平面来比喻我们的宇宙,那么时空的几何就可以简单比喻为纸面上的褶皱,扭曲。但经常科普作品当中的那种用凹陷平面来演示引力扭曲时空的图示容易造成误解,让我们误以为实际宇宙中的引力也是这样的凹陷。例如下面这个:
上图:我们在科普作品上经常见到的说明物质形成时空扭曲的示意图,常常引起误解。
实际上,真实的宇宙中的引力应该理解为一种时空的密度,应该类似下面的这种三维的示意——质量导致时空的密度增大,时空的网格被扭曲,向内变得密实,因此才有了大质量物体附近的时间流逝相对缓慢的结论——这个是被实验证实的,例如GPS定位卫星网格中不同的卫星上的原子钟的时间会发生偏差,因此GPS卫星的原子钟必须定期校时;此外,科学家曾经计算过地球的地核因为处于引力中心,实际上比地壳要年轻5岁。
上图:实际上的时空扭曲应该以这样的方式来展现,时空在质量周围是变得更密实了。
质量与引力的关系一切有质量物体周围都有引力,这个事实似乎也透露了质量的某种本质。既然质量与引力的关系如此密切,或许质量本身也是时空的某种几何。个人认为,质量可能就是蜷缩的高密度时空,是时空因能量的作用在小体积内以特定方式蜷缩形成相对稳定状态的一种形式(比如打了一个结)。所有有质量的物体,包括微观粒子,最终都会衰变为没有质量的纯能量形式,这是大量实验所反复发现的客观情况,虽然目前尚未有观察到质子自然衰变的情况,但科学家认为质子必然也会衰变(平均寿命> 2.1×10^29 年)。在这种意义上讲,引力可能只是质量本质的外溢表现,它与质量可能就是同一种东西!
而质量又与希格斯玻色子关系密切,那么我们似乎可以继续推测,希格斯玻色子与引力子的关系。但希格斯玻色子不是度规玻色子,因此不是传递引力的粒子,而只是原位产生质量的标量粒子。目前科学界仍然没有办法对引力子的特征进行确定,如果能够将确认引力子的存在,那么对于质量和引力的本质或许会有更清楚的认识。
我个认为,万有引力的本质是大气压强,与地球质量相互,协同作用的结果。
它好像又是一种质量的活性。在宇宙中,有空隙的地方,也同样存在。这种质量的物质特征,相互作用的拉力场,或运动的时光。
地球的万有引力所包含的能量是怎样形成的?
谢谢悟空邀请!
能量在物理学上的解释为“物质运动转换的量度,是表征物理系统做功的本领的量度”。大小的电场,磁场,引力场也具有能量。
而“引力场”并非“万有引力”,因为“引力场”与物体质量无关。比如,不管地球上空100米处的p点是否有物体,地球对于p点处的引力值都不会改变。而“万有引力”是物体之间相互作用力,这种力的大小与物体质量的乘积成正比。
因此你这个题怎么回答?
但是接了你的题,我就简单回答一下“引力场”的能量是怎样形成的?
根据能量守恒定律,能量不会平白消失和产生,只会转化。天体运动在几乎真空的宇宙中,能量主要是依靠动能和引力势能来转化(当然包括地球)。天体在运转时,消耗了动能向宇宙放射出引力波。天文学家观察到一对双星的运动速度变慢了,研究发现,它们在运转时的动能转换为引力波的能量辐射到宇宙中去了。
也可以说引力的能量是天体消耗自身的(内核)和质量形成的。
物体有质量就产生引力。
能量是电磁波。
电磁波的形成离不开物质,金属态氢离子的“磁力矩”相互切割产生电磁波。