万物之间为何有引力?它是如何产生的?

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/31 19:54:53

这是关于物质本源的终极性问题,很可能距离其真正解决还有无穷遥远的路要走。

为了说明物质间存在万有引力,爱因斯坦认为宇宙就相当于一张“网”,一个物体的存在,就会将这张网“压”得变形——使物质周围的时空发生弯曲,从而让另一个物体存在相对运动的趋势,这种运动趋势相当于前一个物体对后一个物体存在作用力——万有引力。

万有引力远比电磁力复杂(比如爱因斯坦引力场方程是典型非线性偏微分方程组,而描述电磁场的麦克斯韦方程组则是线性的,这也正是广义相对论深奥难解的一个重要原因——它涉及到的数学太难),万有引力是比电磁力更本质的东西(电磁力、弱力、强力已可纳入量子规范场理论的框架,并已得到不少实验的证明,而万有引力还很顽固,至今难以与量子理论协调,只有一些纯理论方面的猜测,比如超弦理论,离实验佐证还甚为遥远)。

电磁场的场量子就是光子,光子有能量、有动量、也有质量(这是所谓的动质量),光子所没有的只是所谓的静质量(这意味着要么光子总以光速飞行,要么它就根本不存在——不仅没有静止的光子,就连速度稍稍比光速慢的光子也没有),所以,光子照样要受到万有引力的作用。

有人居然把万有引力解释成光子的信息场的相互作用,这是双重误导:首先,物理中没有所谓的“光子的信息场”这么个概念,信息论中或许有信息场的概念,但它不是一个物理概念;其次,我上面已说过,万有引力是更本质更复杂的存在,用更表象的光子来解释更内在的万有引力显然是一种本末倒置。

广义相对论将引力几何化——认为物质及其运动所导致的时空弯曲就表现为万有引力,广义相对论的计算中根本就不出现引力这么个力,取而代之的是研究时空怎样具体的弯曲,物体在这一弯曲时空里怎样沿着最短的路径(测地线)作惯性运动,以及在特定的某个坐标系里怎样看待这一惯性运动(看上去就往往变成是加速运动了)。量子场论则一如既往地把力看成是由媒介粒子传递的相互作用,它猜测引力是由引力子来传递。

广义相对论是当代的引力理论,它同牛顿的引力理论一样只是并不完美的相对真理,未来必有更好的引力理论来超越它。尽管尚不清楚未来理论会有怎样的具体形式,但它的部分特征已初见端倪:简言之,就是多数物理学家都同意其中应含有量子力学的成分,引力场应