引力是如何产生的?

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我个人从物质学的角度对引力是这么认识的,希望得到您的批评!首先应该重新定义物质。物质是客观存在,是构成宇宙的基本因素。物质具有三种基本形态:能量形态,场形态,粒子形态。三种不同形态对应物质的超光速运动,近光速运动,亚光速运动。能态物质具有膨胀性,具有虚斥力(即膨胀力),相对应的是虚引力(即收缩力)。能态物质由于振动频率下降至光速,转化为场态物质。场态物质虚斥力转化为斥力,虚引力转化为引力。振动频率大于光的粒子,由于内部膨胀力大于收缩力,仍然处于膨胀态;频率等于光速时,膨胀力等于收缩力,粒子处于平衡态;频率小于光速时,收缩力大于膨胀力,粒子转化为具有引力的实粒子。实粒子不仅形态稳定,而且对周围形成引力。这就是引力产生的原因和过程。引力的本质是实粒内部的收缩力大于膨胀力而产生的一种效应,大小等于实粒子内部的收缩力与膨胀力之差,这个是可以计算的。它可对周围的任何粒子都产生吸引作用,甚至导致时空弯曲。在微观领域,实粒子对虚粒子的吸引,可以夺取虚粒子的能量而提速,或者湮灭。在宏观领域可以产生引力凸镜等现象。我这可以算是解释了广义相对论关于引力是时空弯曲产生的效应的根源。不知妥否,请批评指正!


智力之花


引力是如何产生的?也就是问“引力的本质到底是什么?”

牛顿提出了万有引力定律,给出了引力的概念,但最大的问题是牛顿并没有告诉我们引力到底是如何产生的,牛顿也知道这个问题的存在,但以牛顿时代的认知和科技水平,很难解释引力的本质,而这个问题留给了另一个同样伟大的物理学家,爱因斯坦。

爱因斯坦的横空出世彻底颠覆了人们对宇宙时空观的认知,尤其是他的广义相对论,几乎完美地诠释了引力的本质。广义相对论告诉我们,实际上引力是不存在的,它只是时空弯曲的一个表象,任何物体都可以造成时空弯曲,而弯曲的时空就让物体感觉到引力的存在,使物体沿着“测地线”(弯曲时空中的直线,或者说弯曲时空中最短的距离)运动。

一般情况下,网络上对时空弯曲的描述都只是容易理解的示意图,如下:

这种示意图嫩更直观地让我们理解时空弯曲。但事实上这种示意图容易造成误解。由于太空中不存在上下左右之分,时空弯曲也不应该只朝向一个方向弯曲,应该是所有方向弯曲,朝着物体质量中心弯曲,如下面动图:

这就是引力产生的原因。

爱因斯坦的广义相对论在宏观上很好地描述了引力的本质。不过在量子力学中,科学家们希望通过标准粒子模型来诠释引力的本质,也就是希望能够找到引力子(引力的传播子),试图最终统一四种基本作用力。不过直到目前科学家也没有找到引力子。

广义相对论和量子力学只是从两个不同的方向诠释引力的本质,目前看起来两者有一定的不协调性,但无论如何引力的本质都只能有一个,这也说明广义相对论和量子力学最终一定会走向统一的。


宇宙探索


引力究竟是如何产生的,实际上物理学界并没有实证解释。爱因斯坦对引力进行了宏观本质的诠释,即引力是时空的几何。但可能大众对这个解释不大满意。这里我来说下自己的理解。

我们可以从这么两个角度来理解引力产生的机制:


不能简单解释说引力是质量产生的,这只是表象而不是本质。

实际上爱因斯坦提出的等效原理里面就暗含否定了上面这种“肤浅”的解释,即被动万有引力质量与惯性质量等效(但为什么等效到现在仍然是个谜),也就是说即便质量不产生引力或没有引力作用,那么通过观察惯性运动,也还是可以确定质量的。所以在等效原理的本质没有得到解释的前提下,无法完全证明质量与引力之间的必然关系。[头条·小宇堂-未经许可严禁转载]

上图:强等效原理(左),即引力效应与加速运动等效;弱等效原理(右),即自由落体与无引力等效。强等效原理暗示(但非证明)引力与加速运动的关系,同时也更进一步凸显了质量与引力根源的迷局。

考虑引力是时空的几何,引力可能是因时空密度梯度造成的

要理解时空密度并不太容易,可以这样来引导思考:

  1. 运动的空间是时空

  2. 空间以不同速度运动,在单位时间内通过的空间量的不同,造成了空间密度的变化;

  3. 空间以不同加速度运动,相当于在单位时间内通过的时空的量不同,造成了时空密度的变化;

  4. 加速运动的时空,则相当于时空密度变化的速度增长,这个增大的幅度或许可以叫做时空密度的梯度。

有质量物体周围的时空就是一个时空密度的梯度场,也就是“引力场”。

上图:一个静态的示意图大概是这样的,但可以认为空间随着时间的流逝还在不断地向质心加速运动(不得不说,空间汇聚到一点并不会让空间变少了,这个不是日常物质损耗的概念)。

所以引力场所占据的空间应该被视为一个空间不断向质心汇聚的时空,也就是说空间在向质量中心不断地非线性地加速塌陷,一个有质量的物体周围的空间向内加速蹋缩将其他物体向自己的质心处运送,形成了吸引的现象。质量越大,这种加速度就越大,这个空间的加速度即可被视为是引力加速度。最典型的例子是黑洞(见下图):


上图:一个黑洞周围空间不断向黑洞的奇点加速汇聚。



总结

时空的密度=加速运动的空间,这个解释可能能够同时解释爱因斯坦的强等效原理和引力的产生机制。强等效原理指出有质量物体在引力场中的运动与该物体作加速运动的效果无论用多精确的仪器检测都看不出差别。个人认为这两者的共同点在于都可以视为是空间加速造成。这可以算是一个比较合理的解释。


小宇堂


引力存在吗?

我们从小就听过牛顿被苹果树上掉下的苹果砸,然后脑袋好像开了光一样,一下就想明白了万有引定律了。这个故事或多或少是有演绎的成分,真实性堪忧,最早也仅仅载于没见过牛顿的伏尔泰的书中,他也是打听来的。 而如今万有引定律几乎是所有受到过教育的人都知道的一个物理学理论。但是如果我们仔细思考一下,万有引力真的存在吗?

相信大多数人都会坚信引力是存在的,并且可以提出一些相关的证据,就比如苹果会掉地上。但有趣的是,爱因斯坦曾经提出过著名的广义相对论,他认为引力并不存在,实际上那是时空的弯曲。 那问题就来了,同样都是物理学的大神,如果要给物理学家排个序,这两位绝对是占据前二的。大神的观点不同,那到底应该听谁的?

实际上,我们可以说两个人都对了,或者说两个人都错了。两个人的理论都是在解释“苹果掉地上”这个现象,在解释的过程中,就会用到“万有引力”,“时空弯曲”这样的词汇,这其实是两位科学家取的名字。因此,现象是永远存在的,但是会因为不同的理论,而有不同的命名方式。那问题来了,关于“苹果掉落到地面上”的现象,不同的人又有哪些不同的解释呢?

今天,我们就来挨个说说。

万有引力定律

最早的引力理论并非是来自于牛顿,而是亚里士多德。其实在2000多年前的古希腊,古希腊的先哲们就开始探讨这个问题了。最终,亚里士多德提出,万物是由水、火、土、气、以太构成的。其中,月球之上的宇宙是由以太构成的,月球一下的则是有水、火、土、气构成,水和土比较重,因此有往地面运动的倾向,火和气比较轻,因此都是往上飘的。 亚里士多德这套理论和地心说巧妙结合在了一起,在整个西方文化圈统治了上千年。直到牛顿的出现,这个局面才被打破。牛顿在研究这个现象时,其实已经知道了许多基本知识,比如向心力和圆周运动的而关系,甚至还有了微积分的基本思想。基于这些,牛顿提出了万有引力定律,他认为物体之间有彼此吸引的力,这个“力”被称为

万有引力。万有引力与物体的质量成正比,与物体间距离的平方成反比。

而牛顿的这一套其实是建构在一个基础之上的,这个基础就是绝对时空观。那什么是绝对时空观呢?

牛顿认为,时间和空间是刚性的,对于任何人来说都是相同的,一秒就是一秒,一米就是一米,和物体的运动状态无关。因此,他还认为万有引力是一种超距作用,说白了就是瞬间完成传递的一种作用力。

但如果你要问牛顿,那万有引力是如何产生的?客观地说,牛顿也说不出一个令人满意的答案。

广义相对论

虽然牛顿没有给出一个令人满意的答案。但是到了上世纪,爱因斯坦先是在1905年提出了狭义相对论,在狭义相对论中,他统一了时间和空间,他认为这两者是密不可分的,应该合起来看,并称为时空。而我们所生活的就是四维时空,是一维的时间和三维的空间。

随后,爱因斯坦试图对相对论进行推广。到了1915年,爱因斯坦推导出了广义相对论。狭义相对论的讨论其实是在惯性参考系下的,也就是平直的时空,而广义相对论这是推广到了任意的参考下,也就是说,可以是弯曲的时空。

爱因斯坦通过等效原理,推导得到了,引力和加速度所产生的惯性力是等效的,这也被称为弱等效原理,其实还有一个强等效原理,由于篇幅关系,就不赘述了。

因此,爱因斯坦就得到引力的本质其实是时空的弯曲。如果我们从二维的视角来看,月球绕着地球转,牛顿的解释是两者之间的引力作用。而在广义相对论当中这是因为地球压弯了周围的时空,而月球在沿着时空的测地线在运动,这里的测地线类似于二维平面中的直线。

总结

根据近100年来的观测和实验,我们知道,广义相对论要远比牛顿的万有引力定律更具有普适性。因此,目前关于引力现象的主流理论是广义相对论,也就是说,引力现象是由时空弯曲造成的。但由于在宏观低速,引力场较弱的情况下,牛顿的理论是广义相对论的近似解。因此,我们如今还在使用。除了万有引力定律,广义相对论,其实还有引力子理论,只不这个理论的误差很大,并非是主流的科学理论。


薛定谔的科学


到了近代,开挂者爱因斯坦提出了广义相对论,第一次解释了引力的形成原因,不过在广义相对论中,引力并不是一种力,他是这么说的,引力是由于有质量的物体弯曲周围的空间使得物体之间有加速靠近运动的趋势。

我个人比较同意爱因斯坦的这种说法,当然,很多大神级别的科学家也支持这种理论,尤其是去年,随着引力波实实在在的被观测到,打了很多反对相对论人的脸。

引力,来源于物体对周围空间的完全,就如同一张弹簧床上放了一个铁球,铁球会压弯弹簧床的一部分,这个时候,在被压弯的这个区域放一个球,肯定会滚向之前的铁球,这就是引力的形成,同时,我们也可以很容易的解释,为什么密度越大,质量越大,引力越强的原因。

在宇宙中,物体弯曲的空间远远比弹簧床来得更厉害,比如太阳的引力范围可以达到一光年。

宇宙中,黑洞的密度是最大的,所以它弯曲的空间也最厉害,引力也就最大,影响的范围也就越广,比如银河系中央黑洞,其控制的范围可能达到百万光年。

现在还有少部分科学家认为引力来源于引力子,但是这个仅仅是猜想,还没有任何实质性的证明。另外,还有其它一些关于引力的说法,但是在广义相对论越来越成熟的情况下,其它说法估计很难有建树。


宋芳588


引力,四大基本力之一,也是唯一一个和其它三种基本力无法统一的力。

引力的完整研究最早始于牛顿。据说牛顿式因为坐在苹果树下思考,被一个苹果砸到头,于是乎灵光一闪,想到了万有引力这个概念。之后,仅仅围绕这个思路,牛顿经过大量的数据测量和天文学观察,发现了万有引力这个创世纪的定律。在牛顿的时代,大家并不知道引力是如何来的,只知道引力的公式如下:

F=GM1*M2/R^2

即物体的引力,和物体的质量以及物体的距离的平方的倒数呈正比。牛顿时代,能够得到万有引力已经十分不易,我们也不必对其严苛要求,非要找出引力因何而来。直到爱因斯坦横空出世,以迅雷不及掩耳之势相继提出狭义相对论和广义相对论,人们才真正意义上破解引力来源之谜:

即引力是空间的几何弯曲而产生,本身可以说并非是一种“力”,而是一种空间扭曲的几何效应而已。就像是一个处于海绵上的小球,可以把海绵压的凹陷下去。而小球周围由于海绵凹陷,再放置其它东西,就会有落向小球的倾向。这就是万有引力的一个简单解释,当然,更为深刻和复杂的解释,我们就的看广义相对论的场方程了。

由于引力是空间的几何效应产生,所以广义相对论还预言了一种特殊的空间波,即引力波。这种引力波是空间的联系压缩伸展产生的一种波动,十分神奇。在牛顿时代,人们根本无法想象空间竟然可以发生扰动,这简直是颠覆认知的。

不过,宇宙就是这么神奇,我们人类就如蝼蚁一般,在一个弹丸之地生存,天天为了房子车子而奔波着。


科学探秘频道


如同印度教对世界的描述,乌龟驮着平的地球,乌龟被更大的乌龟驮着,而这个大乌龟又被更大的乌龟驮着,永无止境。

科学理论是对世界更简的描述,人类不是创造者,而是发现者。一个理论是更基本理论构成的,但没有最基本的理论。

‘为什么?’及其它意思相近的话在逻辑上看是可以用于一切确定的存在上的,发现的所有东西都可以被问为什么是这样的。

在牛顿时代,引力理论还未寻找到更基础的原因,它就是存在的东西。广义相对论发表后,大家知道了引力的产生是物质对空间的扭曲的结果。后来随着对量子物理学不断发展,提出了引力量子的假设且被证实(量子物理学为完善,各种量子学说都相互影响,所以还不能说了解其全部机理)。但就算如此,仍能问‘物质为什么能扭曲空间?’等问题,这只能说是它就是存在,而不是最终原因。

新的理论不仅仅是对旧有理论新的描述,会补充或修改,对我们改造世界的能力有了扩展,不然就是没用的,没有意义的。



一学思一


这个问题我已回答很多遍了,无奈何没有识宝之人。趁此机会就再简单说几句吧。天体引力,其实质就是一个循环的推力与反推力。怎么说呢?天体外壳受到重力作用,产生向内核方向的下沉运动。如此一来,外壳与内核就发生了推撞挤压。有了推撞挤压,结果有二。其一,界面产生高温(岩浆电离层);其二,产生反弹震动。有了反弹震动,必定激励空间磁粒(以太空间)产生震动,形成向外层空间传播的震动波(同声波原理,外向传播的震动波即斥力)。几乎所有具有重力场结构的天体,都具有磁场,这说明磁场不是用来耍的,绝对有着非常重要的用处(即对外排阻,对内封锁的作用。参考核聚变的托克马克)。原来,外向传播的斥力波,受到磁场这堵墙的封锁排阻,反弹为向内向下的所谓的“引力波”。而天体外壳再次受到反弹回归的“引力波”,则再次产生重量(向内核方向运动),与内核再次发生推撞挤压,产生新的震动。如此这般,周而复始,无止无休。好了,最后告诉你两个统管宇宙自然的绝对的力学原则,即接触(间接接触)产生力原则和逆向运动的推力(反推力)原则。宇宙自然的一切,都逃不开这两大原则。


寻找伙伴造飞碟


引力究竟是什么?其实现在在科学界并没有一个真正可以站得住脚的定论。

引力和电磁力、强力、弱力,四种并称为宇宙中的四大基本力,这一说法曾持续过很长的一段时间,但近些年来,随着科学技术的飞速发展,物理界不断有新的理论和假设提出来,而一直无法界定的引力, 也有了新的假说。

一种新的假说,是认为引力是物体在吸收暗能量的过程中,由于暗能量的流动致使引力现象的产生,物体在吸收暗能量之后,引力的作用下带动了更多物质的聚合,当物质质量足够大时,其中心就会开始发生聚变,从而诞生了恒星。

引力的形成机制究竟是怎样的,我们尚不能确定一个定论,即使在不久的将来我们定义了它,但在更往后的日子里,说不定也只是一个错误的理论,因为科学中的怀疑精神,才是使科学长久发展的动力。


深空电报


引力是自然界四大基本作用力之一,除此之外还有强力、弱力、电磁力,但是引力从本质上讨论与其他三种“格格不入”,其他三种基本作用力都可以用量子力学来从本质上解释,力的作用过程可以看作是基本粒子的交换过程。

例如:电磁力的媒介子是光子;强力主要是束缚原子核的作用力,不让质子、中子、夸克等跑出来,强力的媒介子就是胶子(规范粒子);弱力简单的理解就是粒子的衰变,比较典型的就是β衰变,由于自由中子不稳定,它们的寿命大约为15分钟。中子衰变时会释放一个电子和一个反中微子最后变成质子,弱力的媒介子是玻色子。


上边说的几种基本粒子都属于粒子物理标准模型中的粒子,但是唯独解释引力的时候提出引力子无非自洽,引力子至今是一种假说尚未被发现。但是引力却可以通过爱因斯坦的广义相对论来解释,广义相对论的核心就是时空弯曲。而引力就是时空弯曲的外在表现,引力波被认为是时空涟漪也在2016年被科学家发现观测到。

目前来看时空弯曲是引力最好的本质解释,时空像一张有弹力的薄膜有质量的物体放上去自然会让时空发生弯曲。对于四大基本作用力不能统一解释也是相对论和量子力学的矛盾点之一。 万有引力虽然最早由牛顿发现,但是牛顿并没有从本质上解释万有引力,而广义相对论对于引力的解释重新修订了万有引力公式,让我们对于引力的描述越来越准确。


但是这是最准确的描述吗?目前来看是的,但是随着科学理论的发展是否会有新的理论出现能更好的描述引力也说不定。至少弦论中的M理论可能有这方面的潜力,统一相对论和量子力学。



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