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引力子有质量引力吗?它是如何工作的

2022-06-10 08:36:13 来源:刀哥百科

众所周知,自然界中有四种基本力,按重力、电磁作用力、强作用力和弱作用力的顺序排列。根据量子场论理论,电磁相互作用力、强相互作用力和弱相互作用力这三种基本力是通过载力粒子的交换来实现的,也就是说,这三种基本力是通过粒子交换产生的,我们称这三种基本载力粒子为传播子。

基本力传播子

电磁力的传播子为光子,也就是说,电磁力的产生源于光子的交换。强传播子是胶子,弱传播子是w和ZNicholasTse(强调一下,这三种类型的传播子是NicholasTse)。既然电磁作用力、强作用力和弱作用力中都有传播子,那么万有引力传播子是什么?

目前,由于万有引力的发现时间远远早于最后三种基本力,我们在实验中还没有发现万有引力的传播子是什么。牛顿是第一个发现万有引力并用数学公式表示出来的人。

后来爱因斯坦使用相对论将重力解释为时间和空间的扭曲。

幼稚的量子力学

20世纪初,量子力学开始兴起。其理论基础不完善。量子力学领域的王公之间发生了一场混战,因此没有时间考虑古代的量子力学。

其次,万有引力的作用范围不同于其他三种基本力。万有引力的作用主要在大型天体上,而电磁力的作用较小,强弱力主要在核尺度上。

然而,随着量子力学的不断发展,量子力学将电磁力、强力和弱力与量子场论统一起来。目前,只有万有引力没有被量子力学所征服。如何将万有引力纳入量子场论?所以物理学是万有引力传递假说的传播者:引力子。

引力子的概念提出后,许多问题层出不穷。最直接的问题是,玻色子的交流是否也会产生引力?

毫无疑问在广义相对论量子化的前提下,引力必须通过引力子的交换产生。引力子和其他三种基本力量的传播者一样,也是玻色子。

第二个问题是引力子的物理特性是什么?

由于引力子只是万有引力基本量子化标准提出的一个假想粒子,我们无法通过实验找到引力子的物理性质,但我们可以通过万有引力的性质推断引力子的性质。

引力子的速度

例如,我们可以从重力的速度计算引力子的速度

那么重力的速度是多少?

许多人可能暂时不知道。似乎我们从未听说过重力的速度。在我们的印象中,重力的作用总是瞬时的,似乎没有速度,但事实上,重力也有速度。爱因斯坦认为,引力的速度是宇宙中最快的速度:光速。

例如:地球绕太阳作椭圆运动的原因是它受到太阳引力的限制。如果没有太阳的引力,地球将被抛出轨道。

让我们在这里做一个假设。假设太阳突然从稀薄的空气中消失,地球会因为引力的消失而立即被抛出吗?

不,因为重力的速度是光速,从太阳重力消失到它传输到地球需要时间

这个时间也很容易计算。地球与白天的距离为1.496亿公里,光速为299792458米/秒

然后,时间t=1.496亿km÷299792458m/s,约为8分18秒。这就是说,即使太阳消失了,地球也需要8分18秒才能察觉到太阳引力的消失,然后被抛出轨道。

所以我们可以从重力的速度,也就是光速来推断引力子的速度

下一个问题,引力子的素质是什么?

引力子的品质

引力子的质量是最难处理和推断的,因为引力子的速度等于光速,这要求引力子的静态质量必须为零。根据爱因斯坦的相对论,静态质量大于零且速度等于光速的物质的能量接近无穷大,这显然是站不住脚的,因此引力子的静态质量只能等于零。

引力子的素质可以衡量吗?或者我们如何验证引力子的质量为零?

我们仍然必须从重力开始,因为我们知道的唯一因素是重力

法国科学家做过这样的实验

首先,利用计算机根据相对论设计太阳系运行模式,然后设定太阳系运行模式的时间点为1913年至2017年。为什么要设置此时间段?

因为在过去的100年里,我们有一个完整的天文记录。科学家可以将计算机模拟的太阳系运行模型与实际观测数据进行比较。这样,可以通过比较计算误差值。也许引力子品质的秘诀就在于这个错误值

通过比较太阳系运行模型数据和实际观测数据,科学家们估计了引力子的质量上限,即6.76×10⁻²³电动汽车

EV是一种常用的表示微观粒子质量的形式。EV最初是一个能量单位,表示电子在经过1伏的电位差加速后获得的动能。1eV=1.6021766208(98)×10^-19J,根据质量-能量方程e=mc²,可通过转换获得质量。

用这种方法计算的引力子的质量与引力波测量的数据非常接近。随着太阳系运行数据的不断优化,引力子的质量将越来越清晰。请等着瞧。

关键词: 万有引力 量子力学 爱因斯坦