引力的来源,引力的来源和定义

首页 > 经验 > 作者:YD1662022-10-26 20:52:23

广义相对论不仅解决了水星近日点进动(物体在强引力场中运动)的问题,还得到了很多实验支持,比如光线在引力场中的弯曲,光谱线的引力红移等。此外,广义相对论的很多天文预测也已经被证实,比如黑洞,物质在时空中运动时会激起涟漪形成引力波,引力对光线的弯曲会形成引力透镜等。广义相对论的诞生对现代天文学的发展起到了很大的作用。

引力的来源,引力的来源和定义(5)

上图为人类拍摄的第1张黑洞照片

量子引力理论

量子力学和相对论是现代物理学的两大支柱。量子力学致力于研究微观世界中物质的运动规律,其研究结果得到了实验的精确支持。量子力学试图将引力量子化,但却并没有获得成功。

世界是物质的,物理学家认为自然界中存在4种基本作用力:电磁力、强力、弱力、引力。量子力学与狭义相对论、经典场论结合,形成了量子场论,并在杨米尔斯理论的基础之上发展出了标准模型理论,成功的将前三种力统一,可却迟迟不能将引力纳入其中,即量子力学与广义相对论不兼容。

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科学家们发现,电磁力、强力、弱力都是通过交换粒子(规范玻色子)形成的,故而提出了引力子的概念,并预言了该粒子的性质,可是至今也未在实验中发现引力子。在量子力学中,粒子被定义为质量为0、自旋为2的玻色子。

引力的来源,引力的来源和定义(7)

量子力学虽然未能解决引力的问题,但是却解决了质量的起源问题。科学家认为,时空中分布着希格斯场,并通过希格斯机制赋予这些粒子质量。目前,科学家已经成功在实验室中观测到了由希格斯场激发的希格斯粒子。

不过,目前科学家们并没有放弃引力量子化的诉求,因为万有理论实在太诱人。超弦理论是目前最有希望的理论,它兼容了量子力学和广义相对论。

引力的来源,引力的来源和定义(8)

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