03.07 引力的本质是什么?

贺杰说


这也是牛顿发现万有引力之后比较头疼的问题:引力的本质到底是什么?牛顿发现了引力的存在,但并不知道引力到底是如何产生的,他也并非刻意回避这个问题,但时代的局限性造成了牛顿时代是很难研究发现引力的本质的!

这个艰巨的任务交给了另外一个伟大的物理学家,他就是爱因斯坦。爱因身体非常热衷于研究麦克斯韦方程组,而这个方程中有一个常数c,就是光速。而在以太学说出现之后,不但没能给物理学界有关光速的问题带来诠释,反而让问题越来越复杂。

于是爱因斯坦就大胆否定了以太的存在,假设“光速不变原理”,一切问题迎刃而解。有了这个原理做基础,狭义相对论和广义相对论很快问世。

其中广义相对论给出了引力的本质:时空弯曲。广义相对论认为,引力根本就不存在,也就是说引力并不是一种力,它只是时空的弯曲造成的表象,物体只是沿着弯曲的时空做测地线运动,感觉上就好像存在着引力!

广义相对论在宏观上对引力的本质做出了很好的诠释,而且最近几十年物理学家不断验证了广义相对论的各种预测,黑洞便是其中之一。

不过在微观层面上,科学家们也在尝试用另一种方式诠释引力的本质,用标准粒子模型的概念。假设引力子的存在,引力子是引力产生的传播子,就像电磁波的传播子是光子一样。如果找到了引力子的存在,科学家将能够统一四种基本作用力。不过遗憾的是,直到目前,科学家仍未能找到假设的引力子!


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