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1 # 懷疑探索者
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2 # 董董研究員
這是一個非常好的問題!
萬有引力定律是一個謎,人類歷史上最偉大的二位科學家牛頓和愛因斯坦都試圖解釋萬有引力,但是好像又解釋不透徹。
其中牛頓的萬有引力定律揭示了引力與質量成正比,與距離的平方成反比。愛因斯坦則認為引力是時空的扭曲。
愛因斯坦終其一生企圖把萬有引力與其他力統一起來,建立大統一場理論,但是未能成功。他未明確研究引力的速度,其他一般研究者則認為引力是以光速傳播的,因為光速最高,但是並沒有得到實驗驗證。後來弱電統一理論,把弱作用與電磁理論統一了,再後來規範場理論又把強作用力統一進去了,唯獨引力無法統一進去。
引力其實無所不在,我們每人每天都能感受到,比如說你體重70kg,就是地球對你施加了70kg的引力。
我們這個世界,充滿了微觀粒子,物體由分子組成,分子由原子組成,原子又由電子和原子核組成,原子核由質子、中子組成。質子和中子又可以分出中微子等輕子、夸克。目前共發現了六種夸克和六種輕子。那麼夸克和輕子是否最小了呢?很多人認為還存在弦,比夸克輕子還小。我認為應該還存在一個極其微小的“力子”,比夸克還小很多很多。
以下就是關於萬有引力的三條全新假說:
第一條假說,存在比夸克還小很多的“力子”,“力子”幾乎均勻分佈在世界裡,不論是真空,還是高密度的恆星內部,或者我們這樣的地球,都存在大量“力子”。由於“力子”非常微小,它們和中微子一樣可以任意穿透任何空間和物體。
第二條假說,每個物體都與周圍的“力子”發生作用,互相吸引,產生“時空扭曲”。力子透過作用力與反作用力,再把這個吸引或者“扭曲”傳遞給下一個力子,下一個力子又再不斷傳遞出去給其他力子,如此迴圈傳遞,把引力傳遞出去。這個“時空扭曲”是按以物體為中心的球形面-“力子傳播球形面”傳遞出去的,在向外傳遞的過程中,該物體產生的“總扭曲”或者“總吸引作用力”的大小是保持不變的。為什麼保持不變呢?因為根據牛頓力學第三定律,作用力與反作用力是一樣大的,不會變化,因此不斷傳遞過程中保持不變。
這個有點像你拉一根棍子,棍子的另外一頭又握在另外一個人手裡,那麼你用多大力拉棍子,棍子就會也以多大力拉另外一頭的人。引力透過“力子”的傳遞就有點類似拔河接力,一個“力子”接著一個“力子”傳遞過去。唯一不同的是,“力子”是呈現以物體為中心的球形面向外傳遞引力的。
打個比方,太陽就像拔河一般拉著地球,地球也同樣拉著太陽,是同時起作用的,不存在誰先開始拉的問題。其中的“繩子”就是“力子場”。
第三條假說,每個構成世界的夸克/輕子與“力子”的相互作用大小是固定的。
以上三條假說就可以推斷出引力與質量成正比,與距離平方成反比。
首先,不論什麼物質,都是由夸克、輕子組成的,質量越大,包含的夸克、輕子就越多,依據第三條假說,每個夸克/輕子與力子的作用是固定的,他們的總和,就構成了該物體對外界的總吸引力。因此質量越大,該物體與力子的相互作用就越大,引力就越大,是成正比關係。
其次,每個物體的“力子傳播球形面”向外傳遞的總作用力是不變的,而球形面的面積等於4*PI*R平方,其中R是半徑。受到引力作用的其他物體體積是固定的,尤其組成物質的夸克、輕子都是固定大小,其接受到該物體的“力子傳播球形面”的影響與其接觸接收面積有關,因此其他物體受到的該物體的引力大小,就等於:G*物體作用力/球形面積,與單位面積的作用力成正比,也就是與距離平方成反比,其中G是引力關聯絡數。
物體作用力又與物體的本身質量成正比,因此可以推斷出,萬有引力與物體質量成正比,且上文又推算出與距離平方成反比。同時,被吸引的物體的質量越大,其中的夸克、輕子數也越多,與力子的相互作用也就越大,成正比關係,因此引力與被吸引的物體質量也成正比。
第三個推論:由於力子對引力的傳遞是按照作用力與反作用力的模式傳遞,而作用力和反作用力永遠都是同時產生的,因此引力傳遞速度應該遠超光速。
以上假說因此解答了所有關於萬有引力的疑問。
從以上假說可以發現,引力的傳遞與光(也就是無線電波)的傳遞有很大不同,無線電波是電磁波,其產生和傳遞是有速度的,得依靠介質來傳播,而引力的傳播是依靠作用力與反作用力來傳遞,由於作用力與反作用力任何時候都是同時產生的,也就是無窮遠的地方立刻就接受到了該引力作用,雖然可能已經很弱。
這個推論是與光速最高的假說不一致的,也就是與相對論不一致,但是卻被很多現象所驗證,尤其是“暗物質”現象。
但是相對論本身也是假說,它也有很多解釋不了的現象,比如量子力學的很多現象包括測不準原理就是相對論無法解釋的。既然相對論無法涵蓋一切,那麼就可能存在更接近真相的理論。
根據相對論,越靠近銀河系中心應該恆星執行速度越快,但是觀測結果卻不是那樣,這說明宇宙存有大量的“暗物質”和“暗能量”。“力子場”無疑就是暗物質和暗能量的一部分。
那麼,這些假說有用途麼?有。人類應該可以對引力進行類似無線電波的編碼,然後傳送,超遠距離的接收器可以瞬間就收到這個編碼。這個傳遞速度是光的很多很多倍,且可以穿越任何障礙。這個實際上就是超光速通訊,在目前的地球上也許用途不太大,因為無線電波的傳遞速度已經足夠快了,但是在未來星際旅行就用途極大,因為離我們最近的活躍恆星都有幾十光年之遠,從別的恆星發個電報過來,我們得在幾十年後才能收到,就算是最近的比鄰星(已經不再活躍了),也得4.25年,因此必須依靠這個引力通訊來進行實時傳輸。
那麼引力編碼如何實現呢?電磁波可以用電來控制發出去的電磁波頻率而實現調製和解碼,而引力的大小似乎還無法控制,但是其實有個現象,就是正負電子對碰則湮沒而產生一對光子,電子的質量被轉化為能量帶走了,引力也消失。也許未來可以透過控制正負電子碰撞來進行引力調製,比如透過控制射出的正電子束的時間間隔和強度來控制引力波動。雖然這個引力波動可能很微弱,但是也是資訊傳遞的一個途徑,尤其可以實現超遠距離實時通訊。
以上用途的推論再次顛覆了光速不可超越的理論,讓星際資訊通訊成為可能。
就算在地球上,也應該有特別的用途,因為無線電波的傳輸是受到距離和媒介限制的,一座山或者金屬就可以隔離了無線傳輸,而引力編碼的傳輸是不受任何障礙阻擋的。假如以後移動網際網路採用這個引力編碼傳輸模式,那麼就算在高山上,還是在深海里都可以自由接收,而且訊號會極其穩定。
如果再配合3D列印技術,就可以實現“瞬移”,科幻電影裡的teleport幻想就可以變為現實。
這個理論同時開了一個新的視角,人類也許可以加緊研發萬有引力望遠鏡,透過引力來觀測現在的宇宙,要知道我們現在觀測到的星雲很多是幾十億光年甚至一百億光年之遠,那些幾十億年前的影象和現在的宇宙已經截然不同了,想要了解目前的遙遠的星系的現狀是不可能的,因為光都需要幾十億年才能傳到地球,但是萬有引力望遠鏡卻可以讓我們現在就看到現在的遙遠的宇宙,這也是一個驚人的結果,就算一百億光年外的宇宙都可以瞬間觀測到,當然前提是這個引力望遠鏡精度足夠大。
目前很多國家建立了引力波探測儀,雖然有點接近,但是這個和引力望遠鏡還是有很大區別的。人眼能夠看到物體是因為物體發出光,同理物體發出引力,人為何就無法感知對方呢?這是因為引力太微弱的緣故。如果探測儀能夠將引力的作用放大很多倍,則有可能重新構建物體的影像。這個可以透過“引力濾鏡”來實現,也就是將一個方向的引力放大,其他方向的引力過濾掉,多個不同位置的“引力濾鏡”合在一起就可以重建立體形象。這需要對力高度敏感的測試材料來製作。
自從相對論發現以來,物理學進入一個瓶頸,仍然有很多現象無法解釋,比如萬有引力無法與其他力統一起來,高精度引力鏡或者引力儀也許就是通往下一個突破口的途徑。
附:那麼如何驗證這個理論呢?需要尋找一個反物質星球,當反物質星球與其他星球碰撞的時候,會產生大量光子對,包括伽馬射線,同時也會產生引力波動,因為巨大質量消失,轉化為能量了,也就是區域性引力突然消失了,會產生引力波動,這時候如果引力波動比伽馬射線更早達到地球,那就驗證了本文的理論。因此全球測量引力波的儀器,極有可能發現本文的預測:引力波動比伽馬射線更早到達地球!該引力波動且是非常短暫的,因為引力消失是瞬間產生的,然後就不再波動了。
其實最近觀測到的前三次引力波非常符合本文的預測,也就是持續非常短暫,反而與愛因斯坦的預測並不符!!!
另外一個與愛因斯坦完全不符合的是,並沒有觀測到應該與引力波同時到達的伽馬射線暴,因為根據相對論,二個黑洞碰撞在視界會產生伽馬射線暴,引力波與伽馬射線暴速度相同,應該同時到達地球,可是並沒觀測到,包括美國太空衛星的伽馬射線探測器!!!如果探測到了伽馬射線,就應該能夠確認光源,也就是引力波的源頭。
從2015年12月26日美國二個東西海岸不同州的LIGO探測儀同時測到引力波到現在已經過去接近二年,還沒確認引力波源。如果我判斷沒錯的話,應該就是沒有探測到可靠的伽馬射線暴,因為美國多個太空衛星能夠完整記錄每天所有伽馬射線暴(當初是發射用來監測蘇聯核實驗的),只要按引力波發生的時刻去查記錄,可以輕易定位伽馬射線源頭。
無法測到應該同時到達的伽馬射線暴,這是發現引力波所造成的新恐慌,相對論的基石都要動搖了?
如果本文理論正確,則引力波同時產生的伽馬射線暴還在路途中呢,大約還得過很多年才能到達地球,這也是為什麼全世界都找不到應該與引力波同時產生的伽馬射線的原因?
最新公佈的二箇中子星碰撞產生的引力波和伽馬射線暴同時被檢測到,而且引力波持續超過了一分鐘,這說明質量巨大的星體碰撞產生的伽馬射線暴和引力波是同樣速度傳播的。
但是這仍然無法解釋前面幾次引力波現象,根據“科學家”的說法,前面幾次都是黑洞碰撞產生的引力波,伽馬射線都被黑洞吸收了,但是因為質量龐大的黑洞碰撞持續時間應該更長,不會短於一分鐘,更不會只是0.1秒,這無法解釋黑洞碰撞產生的引力波持續時間那麼短的現象。而且黑洞視界附近產生的伽馬射線暴和其他射線應該不可能被黑洞吸收,因為已經處於黑洞逃逸範圍之外,應該會與引力波同時到達。
它們更有可能是反物質星球與普通星球碰撞產生的引力消失所產生的引力波動,這個引力波動與相對論預測的星體碰撞產生的引力波本質上並不一樣。相對論預測的引力波是波,而本理論預測的引力波動卻是引力本身消失造成的波動。他們二者都會導致引力波探測儀波動,唯一不同的是傳播速度大相庭徑,引力波是以光速傳播的,而引力是瞬間到達的。
結論就是,最近發現的前幾次引力波現象,不能用相對論解釋,卻能用本理論解釋,引力的傳輸很有可能就是瞬間到達的。
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3 # 火星一號
顯然是需要的,雖然引力的力程無限遠,但引力作用的傳播速度其實是有限的,並且就是光速。從牛頓的萬有引力定律中可以看出,只要兩個物體具有質量,無論它們相隔多遠,它們之間都會瞬間產生引力作用。這樣看來,引力是一種超距作用,其傳播速度無窮大,所以引力起作用並不需要時間。在宇宙中的大部分地方,對引力進行這樣的描述可以很好地解釋實際現象,例如行星的公轉運動。
然而,對於某些現象,牛頓的引力理論是無法解釋的,比如不久之前人類探測到的以光速傳播的引力波。作為一種引力理論,愛因斯坦的廣義相對論預言了引力波的存在,並且這個理論不認為引力的傳播速度是無窮大的。根據廣義相對論,物體造成時空彎曲,所以物體之間有著一種相互靠近的趨勢,而這就是我們通常所認為的引力作用。這種時空彎曲效應並不會瞬間傳到遠方,而是會以光速傳播。此外,當物體在時空中運動時,還會造成時空曲率不斷變化,從而產生以光速傳播的引力波,這種現象已經被直接探測到。但如果從牛頓引力理論看來,具有傳播速度的引力波肯定是不存在的。
因此,引力起作用肯定是需要時間的,這個時間取決於距離有多遠。倘若太陽在某個時刻突然消失,地球依然會在原有的軌道上繼續正常運動,直到8.3分鐘之後,以光速傳播的引力效應到達地球,此時地球將會做出反應,沿著軌道的切線方向飛出去。
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4 # 喜慶的燕姐
在作用力和反作用力之間還存在著:借力!人要學會藉助團隊的力量!家庭成員之間也是如此的,家長需要藉助子女新知識接受快,應用能量多的力量,子女務必學會去借助:家裡所有長輩的全部智慧,而不是某一個長輩啊……
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任何力的傳遞都是需要時間的,萬有引力也是一樣需要時間的。最近有很熱門的引力波,它的傳遞也是需要一定時間的。我曾經在很多年前在圖書館看見過一本書,作者是加拿大的一個民科,書名叫《終極理論:反思我們的科學遺產》。這個人在書裡面提出一個疑問,自以為是發現了科學理論的漏洞。他指出,如果太陽突然消失,地球應該立即曉得,因為萬有引力的速度是無限快的。就好比太陽和地球之間有一根弦拉緊了,如果弦突然斷裂了,太陽和地球互相就會知曉這個事情發生了。當時這本書出版於90年代初期,萬有引力的傳遞速度還只是在理論上等於光速,在天文觀測上還沒有得到證實。如果作者現在才出版這本書,是不會把他的猜測寫入書的,因為萬有引力的傳遞速度等於光速,已經在天文觀測之中得到了確認。任何資訊的傳遞速度都不能超過光速,世界上並不存在一瞬間就可以傳遞資訊的東西。什麼是傳遞資訊?比如,我看見手機上一篇反駁崔永元造謠轉基因的文章,我的眼光落到手機螢幕上,看見了這篇文章的標題,文章的資訊就對映傳遞到我的腦海之中,我在這個時候,就得到了以下的資訊:這是一塊手機螢幕,手機螢幕上有一篇文章,文章的標題是反駁崔永元造謠轉基因的。這些就是資訊,我透過看手機螢幕,獲得了資訊。只要是傳遞資訊,就有傳遞資訊的速度的上限,這個上限就是光速。至於什麼“意識超光速”,什麼我心裡一想,想法就到了宇宙的盡頭云云,這是不懂胡說的。意識需要神經傳遞,每秒100多米的傳遞速度,怎麼可能超光速呢?假設你的大腦透過意識可以長距離控制遙遠星球上的一個東西,你傳遞資訊速度就是100多米而已。