引力和引力波是什么关系?为什么引力很大而引力波微小到很难探测?
空间是由离散的量子构成的,物质是由高能量子组成的封闭体系。由于物质的封闭性小于1,会对空间产生影响,形成热的梯度变化即为引力场。引力波应该是量子空间因物质的扰动,产生的空间涟漪。引力大是因为物质大,引力子小是因为量子太过细小。
引力和引力波的关系,就像电磁力和电磁波的关系。
这中间最好在加上一个第三者,就是场——引力场和电磁场。
为了解释这个问题,我们需要补充一些基本的知识。
01宇宙中的四种基本相互作用人类迄今为止,发现自然界一共有4种基本的相互作用,分别是强相互作用,弱相互作用,引力相互作用和电磁相互作用。
虽然其中电磁相互作用和弱相互作用已经统一到了一起,称为弱电相互作用了,但是我们还是习惯成基本的相互作用有四种。
这些基本的相互作用中,最常见的就是引力相互作用(简称引力)和电磁相互作用(简称电磁力)。
02场电磁相互作用和引力相互作用都是通过场来传播的,前者叫电磁场,后者当然就叫引力场了。
场以光速向外传播,直到宇宙的尽头。
场的大小和距离有关,这个关系就是最最著名的平方反比关系——质点或者点电荷产生的场(引力场或者电磁场)的大小,和距离的平方成反比。
所以,当遥远的星空传来的场到达地球,已经非常非常微弱了!
03引力场格外微弱引力相互作用是四种基本相互作用中最弱的一个。
两个质子放到一定的距离上,它们之间的引力是电磁力的1/10^36,也就是1万亿亿亿亿分之一!
这就让引力场的捕捉比电磁场困难的多!想想那么多个零的差距吧!
04引力波引力波是引力场的涟漪。
我们把一个石头扔进水里,就会产生水波。这些波向外传播着,越来越弱,最后连一点涟漪也看不见了。
引力场已经非常弱了,引力场波动产生的引力波,就更难检测到了!
相比与电磁波,我们人类可以看到百亿光年之外的星星,也就可以接收到百亿光年外的电磁波。但是,引力波,比电磁波小30个量级,捕捉它是在是太难了!
从爱因斯坦提出引力波的概念,到最后引力波的发现,人类足足用了100年!
引力能穿透所有物质吗?
电磁场(光)具有波粒二象性,引力是场,也必然有波粒二象性的,即引力子是存在的。光会被物体挡住,中微子的穿透力很强但是仍然有限。引力场产生物质之间的相互作用力,因此引力只产生作用、即相互吸引,而没有穿透而言,吸引是小物体向大物体靠近,若引力有穿透力,则大物体的穿透力也大,且穿透力是与吸引方向相反的力,这不符合逻辑。
穿透力是物质的运动产生的且必须接触,而引力与物质运动不运动无关且不需要接触。
吸引力只有作用范围的大小、作用的力大小,作用范围不等于穿透范围。
万有引力来源物体的运动,物体运动产生万有引力来现象,物体在时空中的运动速度越快,物体产生的引力越大。
万有引力是物体在时空运动,物体内部的粒子与时空的的粒子形成相对运动,产生万有引力现象。物体中心的粒子与时空中的粒子距离比物体表面的粒子与时空中的粒子距离远,所以产生的万有引力从物体的表面向物体的中心递减,大的物体中心万有引力可以减小为零,大星球的内部是中空的。
在星系中心边缘的引力也是比星系中心的引力高,大星系的中心没有引力现象,没有引力物质的粒子结构不能维持,物散为气,物质在大星系的中心消失了。在星系的中心的真空度很高,没有介质光不能传播,形成了宇宙黑洞。