版权归原作者所有,如有侵权,请联系我们

万有引力是靠什么传播的,这种传播需要介质吗?

时空通讯
探索奇妙的世界,愿与您一起同行。
收藏

有人问:力的传播需要介质吗,那宇宙当中的万有引力是靠什么传播的呢?为什么?

首先我们要弄起介质和媒介是是两个不同概念,传播需要媒介而不需要介质。所以这个问题本身是矛盾的。前半部分“力的传播需要介质吗”,可以回答不需要,比如太阳电磁辐射,就是电磁力的传播,在真空中是光速,为299792458m/s(米/秒),在任何介质中,这个速度都会变慢。在空气中慢一丢丢,一般忽略不计,但在水中,就只有2.25亿m/s,在酒精中为2.2亿m/s,在玻璃中为2亿m/s。

这些都是介质,比如电流需要在金属导线中传输,这就是介质。但力的传播并不需要这些介质,没有介质,传播得越顺畅越充分。但力的传播需要媒介,媒介是力本身一个组成部分,不是置身力以外的介质。所以后半部分问,“万有引力是靠什么传播的呢?”,与前面问题有些驴唇不对马嘴。

现代物理学认为,这个世界上存在着四种基本力,即强力、弱力、电磁力、万有引力。这四种力都需要传播媒介。强力的传播媒介是胶子,弱力的传播媒介是中间玻色子,电磁力的传播媒介是光子,引力的传播媒介是引力子。

万有引力是四种力中最弱的力。引力是弱力,是四种基本力里面最弱的一种力,只有强力的10^38分之一,也就是100万亿亿亿亿分之一;是电磁力的1万亿亿亿亿分之一;是弱力的亿亿亿亿分之一。因此引力虽然作用距离很长,但引力太弱了,小物体甚至测量不出来,且随着距离成指数衰减,到了一定距离就没有真正的影响力了。

引力大小遵循万有引力定律,表述为:F=GMm/r^2

式中,F表示引力大小值,G为引力常量,M和m为引力作用双方物体质量,r为作用物体之间质心距离。

这个定律说明,引力大小是与质量成正比的,与距离平方成反比的。引力常量G是两个1公斤物体质心相距一米的引力值,G=6.67259×10^-11N·m^2/kg^2,也就是约0.0000000000667N·m^2/kg^2,这个有多弱?除非精密仪器,能够感受出来吗?可见当年卡文迪许的扭秤实验为了测得这个G想了多少办法。

但引力是长程力,理论上无限远,就比如一个人的引力也可以在真空中传递到无限远的。但由于引力是弱力,随着距离衰减很快,出了一定范围,就可以忽略不计了。

万有引力的本质是物质对时空的扰动。爱因斯坦在广义相对论中,揭示了引力的本质是质量对时空的扰动。任何物体只要有质量就会对时空发生扰动,就像一块石头丢进水里,不管多小,都会发生波动和涟漪,即便一个灰尘掉入理论上也会对水有扰动,只不过能以测量罢了。所以,对时空扰动影响大小是与物体质量成正比的,也是与距离平方成反比的。这与引力定律是一致的,而且这种扰动是以引力的表象出现的。

因为时空扰动是在物体四周形成时空漩涡或者叫陷阱,物体之间被这种陷阱影响,就会相互掉向对方陷阱,就像是相互拉扯,这就是万有引力的来源。而越大质量物体形成的时空漩涡或陷阱就越大,小质量物体经过大质量物体附近时,就会掉落到这个陷阱里,就像这个大物体把小物体吸引到了自己身上。

虽然时空扰动的涟漪会以引力波的方式传播到很远很远,但每一个物体作为一个引力源作用距离是有限的。

比如太阳的引力影响范围半径约1光年,地球的引力影响半径约150万千米,再远,这种影响就很微弱了。而宇宙中充满了各式各样的天体,除了这个天体的引力范围,很可能就靠近了另一个天体的引力范围。

综上所述,引力传递是有媒介的,这个媒介就是引力子,但引力子还只是量子力学的一种猜想,迄今并没有得到证明;而引力传递是不需要介质的,任何有质量的所谓“介质”实际上都是引力源。

就是这样,欢迎讨论,感谢阅读。

时空通讯原创版权,侵权抄袭是不道德的行为,敬请理解支持。