引力是如何产生的?它的本质是什么?科学界无法统一的难题
苹果为什么会掉落在地上?人类为什么能够站立在地表之上?地球又为什么会一直围绕着太阳旋转而不掉落呢?相信这些问题,大家早已有了答案,那就是万有引力在束缚着一切。那么,大家有没有思考过,什么是万有引力呢?引力又来自何方呢?
其实,虽然人类早已把引力归纳为自然界四大基本力之一,但是,对于引力的争议就一直没有停止过。牛顿根据掉落的苹果思考出万有引力的现象,并且,根据实际的测算,得出了质量越大,引力越大的结论,但是,牛顿其实并不知道,引力来自于何方,又为什么存在呢。
直到1915年,在爱因斯坦的广义相对论中,第一次给出了关于引力的理论性解释,爱因斯坦指出,物体的质量决定了时空的性质,由于同一个引力场中,物体的质量不均,使得时空产生了弯曲,而不同的弯曲程度被称作"时空曲率"。简单来说,就是物体密度越大的地方,曲率也就会越大,而正是时空曲率产生了引力。当以直线运动的光在经过大质量的天体时,因为大质量的天体弯曲了时空,导致光也只能沿着时空曲面前行,这就是引力的作用。
在爱因斯坦研究广义相对论的同时,量子力学也在逐步地发展并且与广义相对论共同成为了现代物理学的两大支柱。
与广义相对论不同的是,量子力学是研究物质世界微观粒子运动规律的物理学分支,主要研究原子、分子、凝聚态物质,以及原子核和基本粒子的结构、性质的基础理论。 在20世纪初期以来,通过众多物理学家的共同努力下,成功地将强力、弱力、电磁力归纳到量子力学的框架内。而对于自然界第四种基本力——引力,却始终无法与其它三种力归纳在一起。
但是,量子力学关于引力也给出了自己的解释,他们认为,引力来源于物质的粒子交换产生的,并且在基本粒子模型中,一直存在着一种叫做引力子的物质,但是,遗憾的是,时至今日,人们依然无法证明引力子的存在。
这样看来,目前关于引力的来源问题,最为科学的理论依据依然是爱因斯坦的广义相对论中的时空曲率现象。
当然,科学是无止境的,也是有待我们去进一步探索的,或许引力是来源于两种不同的理论结合的产物,就像伟大的物理学家霍金提出的"霍金辐射"理论一样,正是结合了广义相对论与量子力学理论才让人们解开了黑洞的秘密。或许在未来,不断地探索和思考之后,关于引力会有一个全新的答案。
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