时空的扭曲会产生万有引力是时空弯曲的表现,那怎么样解释时空的扭曲呢?

2019-01-16 21:03
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宇宙探索未解之谜
时空扭曲产生引力,创造出神奇宇宙奇观。牛人们总是在一开始本部能够得到大众的认可,就像爱因斯坦,他的广义相对论所提及的引力在一开始因为只是一个猜想而不被外界所认同,直到最后的以证明人们才不得不接受了这一事实。
广义相对论(General Relativity) 描写物质间引力相互作用的理论。广义相对论的两个基本原理是:一,等效原理:惯性力场与引力场的动力学效应是局部不可分辨的;二,广义相对性原理:所有的物理定律在任何参考系中都取相同的形式。
在爱因斯坦提出广义相对论之前,虽然牛顿的万有引力公式已经能在一定范围内很好地描述引力,但人类对引力的本质仍然一无所知。
爱因斯坦创造性地提出了引力是带质量的物体使周围的时空发生扭曲而产生的现象,揭示了引力的本质。
然而,爱因斯坦1915年提出广义相对论之际,由于该理论太过颠覆性,并未被科学界真正认可。
直到1919年5月29日,上演了一场不同寻常的日食,英国天文学家亚瑟·爱丁顿对此组织了天文观测。
观测结果表明,毕星团的星光在经过太阳附近时发生的偏折角与广义相对论预言的很接近,从而首次证实了爱因斯坦的理论。
在爱丁顿宣布其发现后,爱因斯坦瞬间登上各大媒体头条,一夜成名。
带质量的物体扭曲了周围的时空,从而使得光线无法沿直线传播,发生偏折。
宇宙中诸如星系、类星体以及星系团这样的超大质量物体,它们对时空的扭曲效应更为明显,就像宇宙中的一面面透镜,产生的「引力透镜效应」可谓让人惊叹。
何为引力透镜效应?简单的说就是引力源使背景天体的星光偏折,产生多重成像效应。
尽管科学家很早就预言了引力透镜效应,但是直到1979年才首次发现这一神奇的现象。
1979年,科学家发现了双类星体QSO 0957+561,这是一个类星体在巨大的椭圆星系YGKOW G1的引力透镜效应下形成的双像。
接下来,科学家还在飞马座中发现了着名的「爱因斯坦十字」。
这一宇宙奇观的中央是一个明亮的前景星系,而在其边上分布着的四个小点正是因其引力透镜效应而形成的一个类星体的四重影像。
更有甚者,引力透镜效应还可能使得多重影像变成一道环,这就是所谓的「爱因斯坦环」。
爱因斯坦环就像一枚耀眼的钻戒悬挂在宇宙深处,这无疑是宇宙中最为迷人的景象之一。
目前为止,科学家已经在宇宙中观测到了上百个引力透镜现象。真可谓,宇宙不言,大美如斯!
宇宙是神秘而又美丽的,是值得我们去探索的,我们永远不知道在浩瀚的宇宙中在下一秒会发现什么或者是会发生什么,只有不停的探索研究才能够发现的更多。返回搜狐,查看更多
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目前理论上来说,用时空弯曲的理论来解释引力是比较完美的。时空弯曲的概念是爱因斯坦的广义相对论里提出的。如果通俗的解释,就是质量会导致周围的时空弯曲,使得本来直线运动的物体,变成了曲线运动。在这种情况下,因为曲线运动,会产生一个向心的虚拟力,这个力就是引力。比如你坐车的时候,车转弯曲线行驶的时候,你会感觉你被吸到了车的一边,这个虚拟吸力,就相当于引力。当然这是一个通俗的比喻,实际广义相对论要复杂的多。早知道广义相对论不仅仅是时空弯曲概念这么简单,还有一整套的数学体系,也就是爱因斯坦方程。利用爱因斯坦方程,解决了一大堆实际存在的问题,比如计算水星的运动,计算大型天体运动,计算引力透镜现象等等,都和我们观测到的完美符合。所以目前来说,广义相对论是完全正确的,没毛病。而所谓引力子传递引体力的说法,是来源于量子力学中的标准模型。标准模型,用光子传递电磁力的模型,成功的解释了电磁力。光子是如何传递电磁力的? 通俗的说是这样的:量子力学认为,真空是并不空的,在真空中会随时反复的产生粒子,反粒子对。 比如在非常短的时间内,生成虚电子和虚反电子对(虚粒子对),然后又迅速湮灭产生虚光子。这个能量就是真空能级。这个就是真空涨落。之所以称之为虚光子,是因为其存在的时间非常短,很快又变成虚正负电子对,就一直这样反复涨落。所有平时我们并无法观测到真空中有光子。这个时候如果放入一个电子,由于电子和涨落产生的正电子结合产生光子,产生了多余的虚光子,使电子周围充满了正负电子对和虚光子。这个时候光子无法脱离电子周围存在,这些正负电子对和虚光子就形成了静电场。当有其他正电荷在附近时,通过吸收电子产生的光子,从而产生了电磁力。这个就是标准模型的通俗理解,当然要准确理解非常复杂。然后科学家希望利用同样的方法来解决引力,于是就照着解释电磁力的方法,假想存在一种引力子来传递引力。那么按照前面的模型,就必须有一种能否不断产生引力子的机制,遗憾的是根本不存在这种机制。我们并没有观测过有质量的物质湮灭成引力子的现象。同时也根本没有引力子生成正质量和负质量的现象,如果引力子没办法消失,按照标准模型,那就意味着我们每个物质的周围都存在无穷大的引力场,也就是说处处是黑洞,这明显不符合事实。所以,这也就意味着,用引力子传递引力的标准模型来解释引力是根本行不通的!不早要说发现引力子,根本上连数学计算都行不通。所以目前来说,时空弯曲的说法无疑是正确的。

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