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在原子級別尺度上,引力也是各向同性的嗎?但原子在瞬時態並不穩定,會自旋,電子會不同地方出現,瞬時態有方向,它是如何將引力體現出各向同性的?
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回覆列表
  • 1 # 存在之輕

    謝謝邀請!個人認為,在量子級別上,引力並不是各向同的。這涉及到引力的本質,目前科學界並沒有統一的認識,稍主流的理論認為引力的原因在於希格斯場,而希格斯波色子同樣遵循量子理論,也就是傳遞過程中存在明顯地量子躍遷。因此,儘管從機率的角度,宏觀上引力存在各向同性,但就微觀層面,各向應該是異性的。

  • 2 # 大連富麗庭隕工周

    在地球上某一點的引力=地球引力十太陽系引力十銀河系引力十宇宙引力。

    具體到地球上某一點引力=地球引力十最近引力影響力。比如火箭發射就是最近影響力±地球引力。在宇宙中即使十平方釐米的地方,引力分配也是不均勻的。……看“玻璃質透明含晶隕石”裡“球粒”的集結,就會明白,幾條“球粒線”的存在,考驗著球粒的選擇,換句話說:誰陣線的引力大?球粒會被誰吸引?

    這一張“球粒集結成巖”照片,也能看出引力在宇宙分佈的不均勻性。右上方也在吸到球粒(球粒是隕石學名詞)

    其實,在量子層面解釋引力也是可以的。量子的整數倍是“能量子”。在玻璃質透明含晶隕石中穿越的微流星(汽泡,能量子),也能看出引力場的不均勻性和瞬間變化性。銀魚一樣的汽泡(能量子)拉長,朝同一方向穿越,說明這個點引力方向和強度都很強。在這塊隕石這個點上,引力的方向和強度都比上一塊隕石弱,汽泡(能量子)穿越的方向性和速度都不行。可以理解為二塊隕石裡引力場強度明顯不同。

    最初的引力誰給的呢?這在“玻璃質透明含晶隕石”裡有答案,這個放大照片是一個汽泡(能量子)核聚變爆炸,使空間各處受力不均勻,引力場從一誕生就不是均勻的。並給了核聚變爆炸產生的“球粒”動能。

  • 3 # 張雙南

    這是一個很好的科學問題!

    在牛頓的引力理論框架下,引力的確是各向同性的,因為兩個物體之間的引力除了正比於它們的質量之外只取決於兩者之間的距離,這我們都知道。但是在愛因斯坦的廣義相對論裡面,情況就不完全是這樣了。

    根據愛因斯坦的廣義相對論,所謂引力,實際上是一個物體的質量導致的它周圍空間的彎曲。如果這個物體本身是球對稱的而且沒有轉動,那麼它引起的周圍的彎曲就也是球對稱的,這就是史瓦西度規的情況,定性的和牛頓引力的情況一樣,也就是各向同性的。

    但是如果這個物體帶有轉動,即使它的質量分佈仍然是球對稱的,它引起的周圍空間彎曲的情況就不再是球對稱的了,也就是具有了各向異性,這就是克爾度規的情況,原因就是它的轉動帶動了它周圍空間的轉動,稱為參照系拖曳現象,而這個現象在牛頓的引力理論裡面是不存在的,是一個廣義相對論效應,這個效應已經被觀測證實了。

    廣義相對論框架下空間彎曲(也就是引力)的非各向同性的另外一個例子是引力波。比如最近發現的引力波是兩個黑洞相互繞著最後併合成為一個黑洞的過程中產生的,所產生的引力波具有偏振的性質,這很顯然就是各向異性的引力的行為,當然在牛頓的引力理論裡面也是沒有引力波的,因為牛頓的引力是瞬時傳遞的,速度是無窮大。

    最後,回到您問的原子級別尺度的情況,這原則上和上面講的沒有矛盾。原子裡面的情況的確是快速變化的,而且有自旋的存在,所以產生的引力應該是各向異性的,只不過原子的引力相比於其主要產生影響的電磁力是完全可以忽略不計的。

  • 4 # 民科尖兵

    在原子尺度下,引力是各向同性的。這是由於原子體積過於龐大的緣故。

    各向同性也叫均質性,是指物體性質不隨方向變化而變化的性質。比如你對密閉液體施加一個壓強,這個壓強在液體內部就是各向同性的,各個方向大小一樣。

    從本源上說,各向同性是一種宏觀性質,各向異性是一種微觀性質。具有各向同性的事物,對其分解細化後,會呈現各向異性;具有各向異性的事物,如果具有龐大的數量,就會在整體上顯示各向同性。

    引力亦是如此,在原子大小這樣的宏觀尺度,是顯示各向同性,但在基礎量子的微觀尺度,卻是地地道道的各向異性。

    引力的要素是基礎量子的不相容性、量子流體的超流性、微粒的體積差、震動的劇烈程度。其中不相容性是力的本源,超流性導致力的持續性,體積差產生力的方向,劇烈程度決定力的大小。

    簡單描述一下引力:基礎量子在不停地震動,光子、夸克等微粒是由大量震動的基礎量子構成的,它們也在不停地震動。夸克的震動導致了基礎量子的震動波。這種震動波本身是無法產生引力的,必須遇到另一個夸克(或其它物體)發生感應才能形成引力。基礎量子的震動波發生在兩個夸克之間時,兩個夸克的震動產生擠壓(本質是斥力,表現為引力)和擴散(本質是引力,表現為斥力)作用,其中由於擠壓出去的量子多於擴散進來的量子,夸克之間量子變少,外圍量子擠壓作用變得顯著,從而使兩個夸克產生靠近的趨勢。這就是引力的本源。

    另外,磁力的本源是基礎量子的渦流,電力的本源是磁性微粒的渦流,此處不再贅述。

    由上可以看出,引力既是一種各向同性的力,也是一種各向異性的力,區別的標準就在於你選擇的尺度。原子由於是由數目龐大的基礎量子組成的,其引力的各向異性被掩蓋,所以表現為整體的各向同性。

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