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引力子,又称重力子,在物理学中是一个传递引力的假想粒子(目前仍未知是否真正存在)。两个物体之间的引力可以归结为构成这两个物体的粒子之间的引力子交换。为了传递引力,引力子必须永远相吸、作用范围无限远及以无限多的型态出现。在量子力学中,引力子被定义为一个自旋为2、质量为零的玻色子。

推论

守恒系统中 ,把运动速度作为光速在运动方向上的一个分量处理,这样建立运动方程,把时间作为速度的函数。通过能量守恒定律,建立运动能量微分方程:

再通过方程:

解得:

取地球引力子速度为光速c,则有频率f如下:

f=5.20266×10^-9

地球引力子的周期:192209343.602944s,约6.09074655876695年

地球引力子的波长:λ=2πC^2/g

λ=57622911569293200m,波长约为:6.09074655876695光年

地球引力子的能量:

约3.44731904068503×10^-42焦耳

地球引力子质量:

约3.8356597238529×10^-59kg

如此推论的结果,与相对论比较冲突,引力加速度g越大,波长越短,以上方程为脉冲振荡方程,简谐振荡不同,但是它们均是在能量守恒定律之下的结果。人类试图探测引力波,由此方程知,如果想测量引力波波长,就必须对于大质量中子星作为研究对象,只有这一类星体才巨有短波长,脉冲振荡中,其平均速度约0.823c光速,也就是黑洞不可能真的存在,而存在的是灰洞,它时刻通过脉冲振荡在衰变!

分析

提出引力子的存在纯因为量子理论在各方面都非常成功,譬如电磁学可用光子的量化来解释(量子电动力学),而宇宙其他方面的基本作用力(弱核力和强核力)亦可用量子理论得到完美的描述;人们自然希望量子理论亦能解释重力,故假想有一种未发现的引力子存在,其性质与光子类似,而最终可发展出量子引力理论。可是这种理论的数学运算十分复杂且无法自洽。

主要性质

为了传递引力,引力子必须永远相吸、作用范围无限远及以无限多的型态出现。在量子力学中,引力子被定义为一个自旋为2、质量为零的玻色子。在M-理论中,引力子被定义为自由的闭弦,可以被传播到宇宙膜外的高维空间以及其它宇宙膜。

发现历史

早在300多年前,物理学家牛顿就发现了万有引力定律。根据它,科学家们成功地解释了行星的运动、月球的运动、潮汐形成的原因等科学难题,并且在1846年发现了海王星。直到今天,计算人造卫星、宇宙飞船等航天器的轨道,仍然离不开万有引力定律。但是,随着人类认识范围的扩大和深入,人们发现万有引力定律也有不完善的地方,它本身还存在一些费解的问题。比如说,按照万有引力定律,两个物体不管相距多远,都会产生万有引力。这个万有引力从一个地方传到另一个地方,速度居然比光速还要快,这种力是靠什么传递的呢?

1913年,物理学家爱因斯坦针对这个问题提出了万有引力场论。他认为任何物体周围都存在引力场,而引力场存在于弯曲的时空里,引力场是通过引力波传播,而引力波是通过引力子使物体相互吸引的。

但这只是爱因斯坦的预言,引力子真的存在吗?这个问题成了物理学家们争论的焦点。看起来,只有找到引力子,才能证实爱因斯坦的新引力论。

为了寻找引力子,科学家们做出了不懈的努力。有一些科学家在宇宙中寻找能产生引力子的源泉,并取得了进展。从1974年到1978年底,他们在波多黎各用天文望远镜,对15000光年远的射电脉冲双星进行了观测,间接地证实了引力子的存在。 这个发现鼓舞了人们,科学家研制了高灵敏度的激光干涉仪,只要引力子一出现,它们就能被认出来。 如果找到了引力子,物理学和天文学将会发生天翻地覆的变化,在应用技术上也将开辟一个新局面。比如把引力子应用到通讯上,将会出现引力电视、引力电话、引力望远镜,并且还能利用引力子跟外星人联系。然而,引力子究竟在哪里还是个谜。

相关考证

存在性

目前,引力子是否存在,仍是物理界的一个神圣话题。有许多学者试图用仪器来探测它存在的真实性,最终都没有得到理想的结果,对于它的存在仍然是一个谜。

量子引力的观点出发,引力子是必定存在的。引力在量子化时,引力能量可以是一份一份的,引力能量必须由引力子作为载体将能量传递到无限远处。这是存在引力子的一种理由。

引力子同其它媒介子一样,是传递能量的粒子。例如光子,光子是一种传递电磁波能量的媒介子,引力子与光子的行为极其类似,它以传递引力波能量而存在。在宇宙中,引力波实质上是引力的扰动。天体的旋转,坍缩,相撞等方式都会产生引力波,引力波在宇宙中是普遍存在的,因此必定存在引力子,这是引力子存在的另一个理由。

宇宙中必定存在引力子,否则宇宙将不会是人们看到的这个样子。

不存在

从月球弹回激光束的实验可能探测到绕月轨道的异常现象,这有助于解释暗能量的本质。图片来源:NASA

电影美国《华尔街》中有一句名言:“贪婪是好事”,这条准则很快就会被宇宙学家用来解释暗能量的起源。这种神秘的东西正在加速宇宙的膨胀。

在近日于英国剑桥市召开的一个宇宙学会议上,参会者讨论了一种有争议的理论——重力是由一种假想的引力子传递的。这一粒子会吞噬来自空间的巨大能量,使得宇宙以一种加速却非破坏性的速度扩张。

我在前面的章节中一直强调关于暗物质我们应该谨慎。因为暗物质极可能是不存在的东西。是我们为了满足目前宇宙膨胀所臆想的东西。本身暗物质的存在,也是猜想!

但是这么多年过去了。引力波发现了,引力子和暗物质还没有被发现。通过论述我们已经知道了,引力的本源是时空。时空也就是能量时空。在这个能量时空内,物体的相互吸引是必然。

引力波是时空的涟漪。那么引力波和电磁波是否类似。是由引力子这样的基本粒子构成的以光速运动的波吗?

我大胆的猜想,引力子的探测工作可能不会成功,因为引力子就是组成能量时空的基本粒子。也就是说,我们身边周围处处是引力子。可是它的存在和时空“粘”在一起,本身的质量为零,又无比的“小”或者“虚”,所以想直接探测引力子属于一个超级难题。

真空不空是为什么? 为什么不是引力子作怪呢?我们完全可以这样大胆的假设。因为真空中,也存在引力子,我们无法把引力子从任何一个空间剥离。就说明了这点推理! 所以我们的猜想不是空想。

而且有多种证明表明引力波是不与电磁波等发生作用。就说明它的特殊性。他参与构成这个能量时空,贯通天文尺度,和量子尺度,却始终能独善其身。 引力波是时空的涟漪,但不能说发现了引力波,引力子就一定存在。以为引力波不是引力子传播的。引力波是时空振动。而且要理解引力子的存在,要把握能量二字。甚至引力子会和希格斯场有关系。

那么在量子尺度下,我们就尤其要关注“引力子跃迁理论”或者说“真空引力子作用”。这种描述是说引力子会从一个“隐”的状态跃迁为“显示”的状态。在跃迁之前,其实引力子还不能算引力子。尤其是在量子尺度最基本的状态下。比如说夸克尺度下, 甚至说夸克之下还有的粒子,对于这样的状态粒子的出现,尤其要注意空间能量的跃迁。

也就是说“其大无外,其小无内”是相通的。大是通过“跃迁”来变成小,即是从隐变成显的状态,组成我现在视眼下的宇宙。而显也会通过湮灭等方式重新回到隐的状态。

但现实是我们即使现在是显得状态,我们也是和宇宙是一体的。我们是物质能量。而且人的特殊性是大脑产生精神,这是一种“虚”的能量,是从实在的大脑中产生的。

上面说的这种“有生于无”的哲学深意,就是借助引力子来体现的。至于说强力,弱力,电磁力依然可以说是基本力。但是他们是物质结构,运动的不同表现。而且引力子对他们的“隐”的作用是很明显的,并不是一点都没有。

通过什么表现呢? 就通过不确定性原理,宇称不守恒等等。

所以说了解“有无相生”之间的能量或粒子跃迁导致的能量转移理论,对于我们认识宇宙是非常重要的。

也就是说暗物质不是具体的物质,是探测不到的。能探测到引力子,对人类来说已经是奇迹了。希望这一天在我死之前可以看到。毕竟我已经看到了我们探测到引力波了。

摘自独立学者灵遁者物理宇宙科普书籍《变化》

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非常不爽,删了吧! 相关词条:其他 闭弦 爱因斯坦 引力场 射电 脉冲双星 量子引力 媒介子 坍缩