相對論導致的質量變大,會產生額外的引力嗎?

PhD肖


這個是會的。

一個運動的物體,它的運動質量大於靜止質量。這個是狹義相對論的結果。但是,狹義相對論是不考慮引力效應的。

現在我們把引力也考慮進來,就需要用到廣義相對論。

在廣義相對論中,我們首先要固定一個參考系,然後再來看這個加速的物體。我們知道,廣義相對論中,引力是一種時空彎曲,而時空彎曲是由能量動量張量產生的。因此,當一個物體運動起來的時候,從能量動量張量的角度來看,它不但有質量,而且還產生了動量,這動量也是可以引起時空彎曲的 ——相當於產生了額外的引力。所以,在這個意義上,相對論性的運動產生了額外的引力。

當然,有的人會使用等效原理,如果把參考系建立在這個運動物體上,你覺得這個物體是靜止的,所以引力不變。這個看法是錯誤的,等效原理只是這個物體一個時空點上時空不彎曲 ,但實際上從整個時空來說,還是會彎曲。總之,運動物體會額外的引力的。


瀟軒


答:應該會的,但是沒有實驗進行直接驗證,所以我的回答只是基於理論推導!



在廣義相對論中,把“慣性質量=引力質量”作為基本假設,而且該假設已被眾多實驗所證實,只要該前提正確,那麼直接推論就是“相對論質量會導致萬有引力”。



因為在大型強子對撞機中,無論我們如何提高加速器的能量,也只能把微觀粒子加速到接近光速,99.999%,甚至99.999999%,但始終無法達到光速。

本質原因就是粒子因速度引起的相對論質量,會導致粒子的質荷比增加,慣性質量的增大,導致加速越來越困難,說明相對論質量和慣性質量具有同樣的性質,或者說這兩者也是等效的。


如果“引力質量=慣性質量”繼續成立,那麼我們就會得到“相對論質量和引力質量等效”,那麼相對論質量就會導致萬有引力。



但是,幾乎在所有人類能接觸到的情況下,相對論引起的質量增加,都無法直接測量它激發的引力場變化大小;所以對題設的回答,並沒有直接的實驗進行驗證。


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艾伯史密斯


不會。

我是第一次看到有人清晰明確提出這樣的問題,我覺得意義不亞於愛因斯坦提出的那些思想實驗。

我覺得我可以回答你,而且可能是世界上第一次有人回答這樣的問題,並且很有可能是正確的,因為我以前考慮過這樣類似的問題。

其實這個問題的關鍵就是,質量是分引力質量和慣性質量的,因為引力和慣性產生的原理機制明顯不同。

將引力質量和慣性質量分離,是一個自然而然的結論,也是明顯有事實推理根據的,也是符合邏輯的。

我最早是在百度百科的 質量 條文裡,看到引力質量和慣性質量的概念的,大家可以去看一看,應該很早以前就有科學家意識到這個問題,雖然像質量這樣的東西在本質上是不可知的,但是仔細研究起來,明顯引力質量和慣性質量產生的原理機制是不同的,它們好像是一個東西反應出來的兩個側面,兩種性質,(雖然很可能在更高層次上是一個東西)。

在物理學中,“引力”“慣性”的概念是牛頓發明的,“引力”是牛頓通過觀察思考得出的的,“慣性”是牛頓通過做實驗得出的公式,可想而知引力和慣性實際上只是人們得出的概念,是一種“規定”,並沒有觸及到它們的實質、本質。過去人們認為的引力質量和慣性質量相等,實際上是通過實驗得出、確定的。

從嚴格的科學意義上講,引力質量和慣性質量很接近,但是沒有直接的證據證明是一個東西,人們只是認為他們是相等的。

今天看了你的問題,忽然間恍然大悟,原來問題的根源在這裡,就是在低速的情況下,比如地球上,引力質量和慣性質量是相等的。在相對論情況下,比如在速度很大的情況下,引力質量和慣性質量的表現應該不同,這應該也是這兩個概念存在的原因和理由,而且這樣應該也在邏輯上避免了產生其它矛盾的可能。

好像現在還沒有人研究過這個問題,甚至都沒有人意識到這個問題,也沒有人做過這樣的實驗,你能想到並提出這樣的問題,是不錯的,我的回答應該也是正確的,就是一個物體在高速運動的情況下,慣性質量增加,引力質量不變,祝學習進步。



大刀吧主的水彩小鋪


討論引力,必須要用到廣義相對論。在廣義相對論的引力場方程中,引力場的大小由時空的彎曲程度來描述,而時空的彎曲程度由一個叫作能量動量的物理量丅ij所決定。注意,決定時空彎曲程度或者引力場大小的物理量丅ij中,不僅包含有物體的靜止質量,而且還包含有物體的運動速度。也就是說,引力場的大小,不僅與產生引力的物體的靜止質量有關,還與產生引力的物體的運動速度有關。更重要的是,能量動量張量丅ij是一張量,也就是說,引力場的大小,還與產生引力的物體的運動方向有關。

上面討論的是引力場的大小,下面再來討論物體在引力場中的運動。愛因斯坦假設,物體在引力場中的運動,就是在彎曲的時空中,沿彎曲時空中的短程線的運動(愛因斯坦後來與人合作,直接從引力場方程推導出了運動方程,與這個假設含義基本相同,因此,這個假設就再也沒有必要存在了。)在短程線方程的兩邊同乘以一個運動物體的靜止質量,就可得到一個類似牛頓第二定律的表達式,由此式可以看出,物體在引力場中的運動,不僅與物體的靜止質量和引力場(時空彎曲)的大小有關,還與該物體的運動速度,包括方向有關。

總結一下。引力場的大小或時空的彎曲程度,不僅與產生引力場的物體的靜止質量有關,還與產生引力場的物體的運動速度,包括方向有關。而物體在引力場中的運動,或物體在引力場所受到的“力”,除與該運動物體的靜止質量有關外,也與該運動物體的運動速度,包括方向有關。

說明一下,出現在張量形式的相對論公式中的質量,通常都是物體的靜止質量,因為靜止質量是一個標量,而出現在這些公式中的速度,都是四維速度,這樣,這個速度才是符合協變要求的矢量。如果仍使用原來的速度,則靜止質量就要改寫為與速度有關的運動質量。

可見,在廣義相對論中,引力,不僅與物體的靜止質量有關,還與物體的運動速度,包括運動方向有關。這一點很重要,正是由於引力還與物體的運動速度包括方向有關,才解釋了水星的近日點進動。

我本人不同意廣義相對論中時空彎曲的說法。如果我們不釆用時空彎曲的說法,但對牛頓的萬有引力公式和第二定律公式進行一些修改,也認為引力,包括產生的引力場和物體在引力場中所受到的力,除了與物體的靜止質量有關外,還與物體的運動速度,包括方向有關,也許我們就能建立起一個與廣義相對論等價的,但時空卻不需彎曲的理論,也許也能解釋水星的近日點進動。


董加耕


廣相:引力質量等價於慣性質量。

廣義相對論中,速度增加,慣性質量相應增加,引力質量同步增加,引力效應也相應增加,其效應為質增效應。

相對論,之所以稱為相對論,首先是相對性原理,對所有參照系,物理規律相同,其次在於效應是相對的,除了光速不變外,在不同參照系下,對不同的觀察者來說,同一的物質、能量、時空所產生的效應是不同的。

相對論中,鐘慢與尺縮效應,是協變的、共軛的,是相對效應、虛效應,其協變結果是光速不變。質增效應卻是單獨的,雖然也是相對效應,但對同一位置質量物質來說,其相對速度的增加,所產生的質增效應卻是實實在在的,加速將越來越困難,克服這一位置上的引力效應所需的能量越多,這是光速不可超越的根本,也是引力效應增加的應有的表現。

需要特別區別的是,對不同位置的質量物質之間,引力效應之改變的傳播速度為光速,一方質量物質速度變化帶來的引力效應的改變,暫時還影響不了另一方。因宇宙時空膨脹造成的相對速度超光速現象,其質量物質及引力效應的改變,處在光錐之外,在宇宙膨脹過程中,相互間不產生影響,也觀察不到。

加減速需要能量的吸收與釋放,吸收與釋放的能量克服引力效應,也反過來會對引力場產生改變。

物質加速,質增,產生額外的引力效應。


stemmer


看到這個問題,我想起不久前在網上觀看的視頻,是美國耶魯大學的公開課,有個學生在向老師問類似問題,那個老師說等我把這節課講完了,用剩餘的時間回答,然後那個教授還表揚了學生有創意。可是尼瑪等課講完了,老教授壓根就沒有回答,要知道他的課上都是當時就回答學生的疑問或者不懂的問題,看來這個問題超出了老教授的認知範圍之外了!

我個人想法,從相對性原理出發,任何勻速慣性系之間的物理地位是相等的,也就是物理定律在任何勻速慣性系中都是一樣的,那麼引力定律也是物理定律之一,所以引力定律在不同運動的慣性系中是一樣的,所以運動產生的質量增加部分不會產生引力,不然就得修改相對性原理了。


追夢241384614


應該不會。如果我們假設正以接近光速離開太陽系,使得在我們觀測下太陽的慣性質量增加了10000倍,而且我們應該還會觀測到尺寸收縮。那麼太陽會否因為參照系的不同而成為黑洞呢?

我們在以速度-v的參照系,觀測物質的慣性質量,是否會與把物質加速到v後觀測的結果不同呢?畢竟慣性質量會隨速度變大而變大是以對被觀測物體做功得到,而觀測者本身並沒有發生參考系變化,僅用到觀測參考系與被觀測參考系之間永遠速度相反。

有速度的物體的引力應該要用廣義相對論來解決吧,估計都不是一個定值,也不知作一級近似後會是什麼情況?是更接近靜質量還是慣性質量呢。也許還會更小。


考拉都能懂的物理


原創思想,相對論的質量增大是在沒有相互作用的慣性參照系中推導出來的,明顯的違背了能量守恆定律:速度快↣質量增大↣運動能量增大↣相對論不能說明動能從何而來。然而在宇宙中存在的引力系統中(如太陽地球)地球動能的增加是以消耗太陽-地球的引力勢能作為代價的,必然會導致其引力勢能,及引力質量的減少,所以愛氏在慣性參照系中推導的質量增加完全錯誤。


孤猴78345271


這是可行的,相對論導致質量變大,這一定會產生額外引力作用的。

這是因為引力是由質量引力和慣性引力構成的,而慣性引力就是物質旋渦引力,隨著超流體質量的增大,旋渦空間的速度會按幾何級數y=2^n的規律增加,再根據F=mv^2/R可知,慣性引力F按照幾何級數在增加,這就“額外”的增量了。

再根據廣義相對論,物質的速度越快,其質量的體現就越大,時空旋渦扭曲就越加激烈。額外引力是存在的。



微基因衍光子


按愛因斯坦公式推導,度度越大,質量越大。

按牛頓萬有引力定律,質量越大,引力越大。

牛頓力學是建立在相靜力的宇宙中。

愛因斯坦相對論是建立在動力的宇宙中。

從現代物理學看愛因斯坦的理論是正確的,物體運動起來質變大,導至引力變大。

現舉例:在高鐵車箱內走路,由於你的身體重了,所以走的很慢。

再如:我們扛著重東西,走路比靜止更累。




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