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為什么會有引力?引力是空間彎曲還是能量場?物質(zhì)和能量的關(guān)系

2023-07-20 18:45 作者:淺醉蘇生  | 我要投稿

以下觀點并無實證,僅為個人猜想。

物理學(xué)上有一個到目前都無法解釋的力學(xué)現(xiàn)象,并且任何一個學(xué)說中都沒有對其進行完整的解釋,這就是萬有引力。愛因斯坦將引力的產(chǎn)生定義為大質(zhì)量物體對空間的彎曲,就像在一個平攤的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)上放一顆有質(zhì)量的球,而球會將網(wǎng)扭曲成一個漏斗形狀,當另一個小質(zhì)量球放進去時,小球會沿著彎曲的切線前進,其運動路徑就會圍繞大球旋轉(zhuǎn)。但有質(zhì)量的球體為什么會扭曲空間仍然沒有完整的解釋。

我們只知道引力的強弱與質(zhì)量和距離有關(guān),質(zhì)量越大距離越近,受到的引力越強。并且,引力透鏡原理也說明了引力不光可以影響有質(zhì)量的物體,沒有靜質(zhì)量的光同樣會被影響,所以引力是空間彎曲的理論才被完全認可??墒峭瑯拥膯栴}是,就算引力是空間彎曲造成的,那么為什么空間會彎曲呢?或者說,質(zhì)量為什么會對空間的平整性有影響呢?從各種天體的引力強弱上來看,體積對天體幾乎沒有影響,體積和引力有關(guān)系的僅僅是體積是否限制了物體之間的距離。比如體積與質(zhì)量比更小的黑洞和中子星,它們的引力比那些超大質(zhì)量的恒星強太多了。同樣的體積下,質(zhì)量的大小決定著引力的強弱,也可以理解為,同樣的距離下,質(zhì)量的大小影響著引力的強弱。

我們討論的問題是,為什么質(zhì)量會產(chǎn)生引力。這得先搞清楚一個問題,質(zhì)量是啥?質(zhì)量可以理解為物質(zhì)的總量,我們所謂的質(zhì)量單位只是我們自己的定義而已。如果說得更直白些,質(zhì)量就是計算物質(zhì)量的一個工具。如果我們將一個質(zhì)子的質(zhì)量定義為1,那么10個質(zhì)子的質(zhì)量就為10。與我們所說的千克,克沒什么區(qū)別。也就是說,質(zhì)量其實就是構(gòu)成物質(zhì)的微觀粒子的總量。

理解了這個問題,我們還要再理解另一個問題,物質(zhì)的本質(zhì)是什么?從初中開始我們就學(xué)過愛因斯坦的質(zhì)能公式,簡單來說就是E=mc2。其意思就是能量是質(zhì)量和光速的平方積,反過來看,質(zhì)量和能量可以互相轉(zhuǎn)換。人類目前威力最強的炸彈是氫彈,而氫彈的原理其實就是將質(zhì)量轉(zhuǎn)換為能量。另外,根據(jù)反物質(zhì)領(lǐng)域的研究,正反物質(zhì)相遇會直接湮滅,并將等質(zhì)量的物質(zhì)100%轉(zhuǎn)換為能量。這些都能說明,物質(zhì)其實就是能量的另一種形態(tài)。

我們可以認為任何有質(zhì)量的物體都是能量,無論是質(zhì)量超大的黑洞,還是一粒塵埃,其物質(zhì)的實質(zhì)就是能量。那么我們就可以認為產(chǎn)生引力或者造成空間彎曲的并不是質(zhì)量,而是高度集中的能量集合。既然如此,我們來討論另一個問題,能量為什么會產(chǎn)生引力?或者為什么會造成空間彎曲?物質(zhì)是能量,物質(zhì)的運動同樣也是因能量而產(chǎn)生,在宇宙中沒有絕對靜止的物體,只有相對靜止的物體,物體相對靜止是因為其達到了力學(xué)平衡,或者說能量達到了平衡。

個人理解是,能量永遠都處于活躍狀態(tài),當能量被施加到物體上時,如果物體不運動,那么能量就會被轉(zhuǎn)換成其他形式,比如動能轉(zhuǎn)換成勢能,轉(zhuǎn)換成熱能等。能量實際上處于永不停歇的狀態(tài)。但是由于物質(zhì)也是能量的一種狀態(tài),這種狀態(tài)相對穩(wěn)定,所以當物質(zhì)被集中起來的時候,就會形成一個能量力場,而這個能量力場就是引力場。

這也是為什么,當一個正在運動的物體被另一個物體的引力捕獲時,會被施加上引力勢能的原因。如果物體本身具有的初始動能可以抵抗引力勢能,就會脫離引力束縛。如果物體本身具有的初始動能不足以抵抗引力勢能,就會被拉向引力中心方向,勢能轉(zhuǎn)換成動能后,新的動能如果能和勢能保持平衡,就會在新的軌道上圍繞其公轉(zhuǎn),如果不能保持平衡就會墜入引力中心。光也是能量的一種形式,當光靠近引力場時也會被影響,因為影響光的不是引力,而是能量場。

所以,引力場其實就是能量場,是高度聚合的能量集合為了保持本身的能量平衡,形成的勢能力場。



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