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1 # 科學認識論
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2 # 再生人2089
@臆想天開,真正彎曲的必然時空,時間和空間的概念不需要任何人為因素,時間和空間本身因物質而生,萬有引力是物質本身固有的屬性,這個屬性的物理原理就是時空彎曲,如同質子、電子的物理原理存在著電荷、電場力一樣,一切微觀粒子同樣存在萬有引力,一切微觀粒子獨立存在肯定不能脫離地球引力,因為一切都是時空彎曲在限制著質子、中子、電子獨立存在不能脫離地球的彎曲時空,構成原子粒子存在萬有引力你不想證明也可以,你不證明但時空彎曲客觀存在,客觀存在的時空彎曲不受你的主觀影響
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3 # 重返人間wyh
這個問題很深奧,想要回答這個問題就要從微觀入手首先,幾大基本力都是由微觀層面顯示出來的究竟誰賦予了他們的力?這個問題被希格斯粒子所解答希格斯粒子賦予了他們的力在這些理中最基本,最原始的歷史引力在盈利的基礎上,才有了強和李,弱合力,電磁力。說到空間扭曲要使用什麼樣的力?透過我上面的分析可以得出影響空間的最本質的力應該是引力引力與空間並存並存意味著相互影響相互影響就意味著他才是扭曲時空的最基本力!
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4 # 跳出三界外不在五行中475
1.問題很深奧,想要回答這個問題就要從微觀入手首先,
2.幾大基本力都是由微觀層面顯示出來的究竟誰賦予了他們的力?
3.這個問題被希格斯粒子所解答希格斯粒子賦予了他們的力在這些理中最基本,最原始的歷史引力在盈利的基礎上,才有了強和李,弱合力,電磁力。
4.說到空間扭曲要使用什麼樣的力?透過我上面的分析可以得出影響空間的最本質的力應該是引力引力與空間並存並存意味著相互影響相互影響就意味著他才是扭曲時空的最基本力!
5.時空就像一個瓶子,可以承載各種力,還有物質,還有能量,等等!
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5 # 先生242470081
引力最早是伽利略提出來向心力和離心力的想法,經很多人的努力有了萬有引力定律的猜測。直到牛頓有了飛躍性的突破,由質點的萬有引力定律,用他自己發明的微積分證明了星球之間的萬有引力定律。
後來愛因斯坦建立了廣義相對論把引力和空間聯絡起來,並認為引力和空間度規對空間的變化率成正比,成為一個更廣泛的引力理論。
廣義相對論是在狹義相對論的基礎上建立的,而狹義相對論是在光速不變原理的基礎建立起來的。在發現光具有波動性後,自然就有了光的傳播需不需要介質的問題。當時的科學家們認為光的傳播介質是以太。為了驗證以太的存在,邁克爾遜做了著名的邁克爾遜實驗實驗。
按當時的認為以太是絕對靜止的,地球圍繞太陽以30公里/秒的速度運動(其實也暗含著假設太陽絕對靜止)。因為運動是相互的,認為以太相對於地面有30公里/秒的速度運動。
邁克爾遜設計的實驗,如果以太和地面有相對運動,實驗中的光路就有光程差,因為光具有波動性,有光程差就會發生干涉而產生干涉條紋。按照邁克爾遜實驗的條件計算,認為應該有0.4個干涉條紋,而實際上實驗結果是小於0.01個條紋。這可以認為是實驗的測量誤差引起的。就是說實驗沒有觀測到干涉條紋。分析實驗結果認為:要麼以太完全被地球所帶動,要麼光速不變。但是實驗是以以太為絕對靜止為依據的。 洛倫茲為了解釋試驗結果,假設以太產生變形了,並按照以太變形的狀態推匯出了能解釋邁克爾遜實驗的公式:洛倫茲變換。但是,這樣假設非常牽強。所以愛因斯坦認為:光的傳播不需要介質,光在真空中就能傳播,真空中什麼也沒有,也就不存在以太完全被地球所帶動的問題了,所以光速不變。
這樣就建立了狹義相對論。在狹義相對論裡,空間和時間不在是獨立於事物之外的絕對引數,而是參與事件中的可變數,而計算公式還是洛倫茲變換。
支撐光速不變原理的還有雙星觀測的結果。雙星觀測是這樣:觀察互相圍繞高速旋轉的一對雙星,如果光速隨著發光體變化,其中一個在軌道上朝著地球斜向運動的星球,會有一段軌道上發出來的光同時到達地球,這樣,在地球上就會觀察到一段光弧。但是,實際上只觀察到一個光點。從而證明光速不變
廣義相對論有兩個重要的基礎假設:一是引力等效加速度,二是在可以任意變形(不能摺疊)和任意運動的參照系中,物體的運動形式相同。
引力等效加速度是這樣得出來的,愛因斯坦作了一個試驗,這個試驗不是真實在實驗室裡做的,是在大腦裡想象的場景試驗:假設有一個封閉的容器,裡面有一個生物。當這個容器以均勻的加速度a做直線運動,和容器靜止在一個強度為a的引力場中時,這個生物是分辨不出來的。
因為所謂的慣性加速度引起的慣性力,只是跟物體的質量和加速度a成正比;而物體在引力場中所受的引力也只跟物體的質量和引力場強度a成正比,和其它的物理引數無關。所以可以得出:引力等效加速度。這裡沒分慣性質量和引力質量,因為愛因斯坦認為兩者相等。
而愛因斯坦又把在一般參照系的運動方程用空間的本質量來表示,這樣又摔掉了參照系的座標,運動方程完全取決於物體的運動方式。事實,廣義相對論中的引力場是不均勻的尺縮效應,不均勻性是質量引起的。
但是,科學是不斷髮展的,後來狄拉克提出了真空理論:真空是由帶著負電荷負能量的電子排列成的,就是真空是電子的海洋,一切都掩埋在電子海洋裡。正電子就是從真空裡打出來的。現在科學進一步認為:真空是能量海。
這就和當初愛因斯坦的假設不一樣了:光不是在空無一物的空中傳播,而是在充滿能量的海洋裡傳播,是取決於能量海的運動狀態的。光在不同的介質裡的速度是不同的。就是同一種介質中,受介質的運動狀態的影響,速度也不同。就不能得出光速不變的結論了。
如果能量海是絕對靜止的不能解釋邁克爾遜實驗,那如果能量海是完全被地球帶動的,邁克爾遜實驗也一樣測不出來干涉條紋。在流體力學中,分析流體的運動時假設:流體在物體表面的運動速度和物體表面的運動速度相等。計算的結果和實際上基本是相符的。參照流體力學的假設:能量海在地球表面上的運動速度和地球表面相等,也就是能量海和地球表面沒有相對運動,邁克爾遜的實驗是在地球表面上進行的,所以觀測不到干涉條紋。
但這樣又不能解釋地球和其它的天體為什麼沒有在能量海的阻力下停止運動。
其實,宇宙中的一切都在旋轉,在什麼只有能量海是靜止的呢?能量海應該也在同樣的原理作用下旋轉才對!每個天體都在同一種原理的作用下運動,那能量海在地球表面上的運動速度和地球表面相等也具有合理性。在這種情況下,同樣的也觀測不到干涉條紋。要知道狹義相對論關於速度的計算用的是洛倫茲變換,用洛倫茲變換就能解釋雙星觀測的結果。而能量海幾乎就是以太的翻版,區別不再是絕對靜止了,而是繞著多箇中心旋轉的海洋。
對於廣義相對論的引力等效加速度是否成立,取決於引力的大小是否只和質量及引力場強度成正比。因為狹義相對論的尺縮效應已經不存在了(光速不變不成立)。所以,空間度規也不變,這樣空間度規不能表示引力場,還用引力場強度表示。
那引力的大小是否和質量成正比呢?如果引力和質量成正比。為了簡化問題,先假設宇宙是一個球體和天體在大尺度上是均勻分佈的。在球體內部的物體所受的整個宇宙的合力的大小,和宇宙的幾何中心到該物體的距離成正比,方向指向中心。如果宇宙不是球形或質量分佈不均勻,把宇宙的幾何中心用質量分佈中心代替,結論一樣成立。如果地球不是宇宙中心,就會觀測到天體運動的速度一邊快一邊慢。因為引力的合力隨著距離增大,遠離宇宙中心方向的速度快,指向宇宙中心方向的就慢。如果地球是宇宙中心,那天體圍繞地球旋轉的速度隨著距離增大。這兩種情況都沒有觀測到,那就是說牛頓的萬有引力定律是不成立的。那愛因斯坦引力方程是否成立呢?愛因斯坦引力方程和牛頓萬有引力定律相比,在質量小的情況下可等效於牛頓萬有引力。在質量大的情況下引力比萬有引力定律大。那距離遠的天體運動速度應該更大。所以愛因斯坦的引力場方程也是……
至少所謂的萬有引力不是長程力,引力不只是和質量和強度成正比,距離太遠的沒有引力合力的貢獻,那也就不是萬有引力了,距離遠的就沒有引力。
其實,如果按萬有引力定律算一下球體內部天體所受的合力,很簡單就能得出上述結果。而從真空裡打出來正電子後,就應該知道光速不變是錯的!人們只注意相對論的成果,卻不再留意它當初的基本假設,是否隨著新現象的發現還成立!
那所謂的引力是什麼呢?從表面上說就是能量海的壓應力,和空間無關。它只在能量海被物體作用下引起變形的範圍之內才有,超過物體的一定範圍之外就不再有所謂的引力了。
宇宙不是靠萬有引力維持的,而且能量海在維持,宇宙萬物的旋轉的本質是能量海在旋轉也可以說是漩渦。
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6 # 艾伯史密斯
答:目前沒有任何理論,可以把另外三種相互作用幾何化,所以題主的想法很好,可惜很難實現。
我們知道,愛因斯坦在1915年提出廣義相對論,用空間彎曲來解釋引力的本質,並且獲得了巨大的成功,比如愛因斯坦的引力場方程:
可以理解為:能量張量-動量張量=空間的彎曲情況;
方程左邊,其實就是物質的分佈情況,右邊是空間的幾何化處理模型;廣義相對論描述,引力的本質就是空間彎曲,而不是空間彎曲導致引力,這兩種描述是有本質區別的。
在當時,人類已知兩種相互作用只有引力和電磁力,愛因斯坦把引力幾何化成功之後,也曾試圖把電磁力統一進來,而萬有引力和電磁力有相似之處,比如弱近似條件下,兩者都和距離的平方成反比。
愛因斯坦試圖把物質處理成空間極度彎曲的結果,經過一番努力後,並沒有取得成功;實際上過了100多年的今天,電磁力的幾何化都以失敗而告終。
反而在後來,強相互作用和弱相互作用的發現,科學家們利用量子力學,把電磁力、強力和弱力給量子化成功,三種相互作用統一到了一起,唯有萬有引力沒有包含進來。
量子引力論的科學家,也試圖把引力量子化,其中的關鍵,就是引力的傳遞粒子“引力子”,目前還沒有任何實驗發現引力子的存在,而且廣義相對論和量子力學本身就存在矛盾點。
所以目前的理論下,解釋引力最佳的還是廣義相對論的幾何化方法,其他三種相互作用使用量子化處理方法;如果誰能把四種相互作用統一到一起,那絕對會是科學界的頭等大事。
這樣的理論被稱作“終極理論”,目前,在各種前沿理論中,有一個超弦理論非常被看好,據說已經調和了相對論和量子力學的矛盾,但是目前還無法對其進行實驗驗證。
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7 # 科學探秘頻道
這個問題本身就有問題,引力並不能夠導致時空彎曲,而是引力場導致的時空彎曲。引力是時空彎曲的結果,並非誘因。
故而,引力不是導致時空彎曲原因,其它力也不會導致時空彎曲。愛因斯坦的相對論指出是物質的質量導致的時空彎曲,如此的話,其它物質場也可以導致時空彎曲。比如說電磁場,它就是一種物質場,可以扭曲時空。網路上傳言很離奇的費城實驗,據說就是利用強大的電磁場導致船體周圍的時空扭曲使船舶進行了一次超時空旅行。當時很多人看到實驗的船舶突然消失,然後再出現,據說在船上參與實驗的部分人員之後出現了離奇的精神錯亂,有些人甚至走在街上會突然消失,神奇的厲害。
除了電磁力,其它力比如弱力場、核力場,由於很難大規模和大範圍集中,所以很難利用起來進行時空扭曲。目前唯一比較可行可操作的扭曲時空手段,也就是利用電磁場了。
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8 # 星宇飄零2099
理論上應該可以,事實上也很多人在這方向上努力。
最早進行這一嘗試的當然是愛因斯坦了,他最早提出的狹義相對論其實是包含了電磁理論的,事實上他1905年發表的那篇狹義相對論論文的名字就叫做《論運動物體的電動力學》,然而很快他就發現自然界的另一種力——引力卻無法納入他的狹義相對論,這顯然是無法接受的,後來的事大家都知道了,他直接在狹義相對論基礎上把引力幾何化了。廣義相對論是相容了狹義相對論,但電磁力卻無法幾何化。這在崇尚簡單的愛因斯坦看來還是無法接受的,因此他完成廣義相對論後便致力於把自然界另一種力——電磁力幾何化。當然我們都知道他一生都沒有成功。
但是與他同時期在努力的還有一位德國數學家卡魯扎和瑞典物理學家克萊因,他們透過增加一個空間維度成功把麥克斯韋的電磁理論統一進了廣義相對論框架。因為愛因斯坦的引力場方程是適用於所有空間維度的,只要對度規張量進行適當定義,就能得到相應維度下的曲率張量。卡魯扎首先在1919年就進行了這一嘗試,他驚奇地發現,當在時空度規裡增加一個空間維,引力場方程就會多出一個方程組,恰好就是麥克斯韋方程組,也就是在五維時空裡廣義相對論統一了麥克斯韋的電磁理論!卡魯扎把自己都論文寄給了愛因斯坦,愛因斯坦也很驚奇,但是一個無可避免的問題出現了——第五維在哪裡?雖然這個問題沒有得到答案,但由於這個證明太漂亮了,愛因斯坦還是幫他寄去發表了。後來克萊因提出了第五維是蜷曲成一個極小的維度(普朗克長度),因此我們觀測不到。
不過這畢竟是建立在一個假設的基礎上的另一個假設,隨著量子力學的發展,很快就被人遺忘了。隨著弱力和強力的先後被發現,卡魯扎-克萊因模型的五維時空顯然也不夠用了。到了70年代,隨著超對稱理論的提出,有人嘗試對廣義相對論中加入超對稱理論,提出了超引力理論,並最終在十一維時空下實現所有已知力的幾何化。
然而後來人們發現超引力理論發現兩個嚴重問題:一個是在某些情況下會產生無窮大;(而無窮大是沒有物理意義的)另一個是在十一維時空下無法得到手徵性。因為手徵性要求空間是單數維的,就像我們現在所知的三維空間,而十一維時空卻有雙數的十個空間維。
在超對稱理論的另一個方向上,弦理論學家卻發展出五套不同的十維超弦理論,均成功統一了四種基本力,並且由於空間維數為單數的九維,能成功匯出手徵性。最神奇的是,在十維超弦理論裡出現了一個自旋為2的粒子,這正是預言中的引力子,也就是超弦理論自動包含了引力。
後來威騰用一個平行空間維把五套超弦理論統一起來,由於多出的一維是連線兩個九維空間的,所以空間維數實際上依然是單數維。這個包含五套超弦理論並自動包含超引力理論新理論就稱為M理論。
跟卡魯扎-克萊因理論一樣,擁有十維的超弦理論和十一維的M理論自然也要面對多出的維度在哪裡的問題,而他們給出的解釋完全沿用了克萊因的思路——六個空間維蜷曲在微觀的普朗克長度下,稱為卡拉比-丘空間。
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9 # 艾力克斯11
第一,這問題好像反了,時空扭曲為因,人們感受到的引力為果才對
第二,真空中的casmir效應,想象把真空中實驗的兩片板改成一個實心的地球與,另一個板改成包覆整個地球(中間留一層縫隙)已便測得其壓力,這壓力是不是該就是我們感受的引力? (因為第二層包覆外空間量子起伏數量比起兩層間大很多)
第三,上面的效應只提到在真空的狀態下,那電子雲內呢?,還真不知道,如果電子雲內不會發生casmir效應,那不就表示電子內部的真空和我們瞭解的真空也是不一樣的,所以電子雲內的組成勢必也是我們不熟悉的扭曲空間
第四,按照導航波理論,光或粒子的干涉行為,其實就是先有扭曲的路徑,才造成粒子或光子按照路徑的趨勢去走,不就是微觀上的空間扭曲嗎
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10 # 宇宙探索
根據愛因斯坦對引力本質的詮釋,並不是引力導致時空扭曲,恰恰相反,而是時空扭曲導致了引力,可以認為時空扭曲是因,引力是果!
也可以認為引力“並不存在”,並不是一種力,而是時空扭曲造成的一種外在“假象”,不過一般情況下我們預設為引力存在,它也更簡單更直接地反應宏觀物體的作用關係,更容易理解接受!
目前科學家們發現自然界中有四種基本作用力,除了引力之外,還有電磁力,強作用力,弱作用力。目前科學家已經統一了後面三種力,唯獨引力無其他三種力無法統一,有科學家試圖用“引力子”來描述引力產生的本質,但目前並沒有確切的證據證明引力子的存在!
而愛因斯坦的廣義相對論對引力本質的描述遠非只是猜想,在廣義相對論提出之後,科學家們已經不止一次證明廣義相對論的正確性!
愛因斯坦指出,任何擁有質量的物體都可以造成時空扭曲,扭曲的方式並不是像網路上圖片描述的那樣只是向下(圖片中向下扭曲只是方便理解),而是朝著四面八方,各個方向都同時扭曲,因為讓下左右只是我們在地球上的概念,宇宙太空中並沒有上下左右的概念!
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這個問題很棒,可以說精髓。現在很多問答都會說愛因斯坦的廣義相對論重新定義了引力,但許多人都沒有將引力與時空扭曲的關係搞清楚!
引力到底是什麼在相對論誕生之前牛頓對於引力的定義是很模糊的,甚至可以說沒有。在狹義相對論誕生後,愛因斯坦一直在考慮如果將引力納入到狹義相對論中,最終將引力定義為因為時空中的物質與能量而彎曲的時空!
一定要注意!不是引力扭曲時空,而是引力是時空彎曲的表現。所以這就意味著扭曲時空的方式可以多種多樣,但我們最終認為,這些方式都具有引力效應。
愛因斯坦的場方程前面我們說了在狹義相對論發表後愛因斯坦一直試圖將引力用狹義相對論所描述,簡單而言就是怎樣將重力場用幾何的語言描述出來。為此愛因斯坦著實下了不少功夫!其實真實原因是因為愛因斯坦的數學水平限制了他,所以導致他在建立引力場方程的時候用了很久的時間。
那麼愛因斯坦場方程是什麼呢?下面
其中R_uv為裡契張量表示了空間的彎曲狀況。T_uv為能量-動量張量,表示了物質分佈和運動狀況。g_uv為度規,κ為係數,可由低速的牛頓理論來確定。"_"後字母為下標,"^"後字母為上標。我知道你肯定兩眼蒙逼、一臉懵逼、兩眼無光、腦裡恍惚哈哈哈哈,因為這是一個複雜的二階非線性偏微分方程。所以你還會天真的認為愛因斯坦的數學水平不高嗎?
雖然你懵逼但是我還要告訴你,這個方程可以解,例如史瓦西解、再比如宇宙膨脹(當然那時候愛因斯坦是不相信的)。
其實這一方程簡單意思就是:時空曲率與處於時空中的物質與輻射的能量-動量張量直接相關係。
你要還看不懂那就再簡單來說:時空曲率 = 能量(也就是質量還有動量,他們一起組成四維的能動張量)
那麼我們知道了,只要其他力場大到一定程度都可以具有引起時空扭曲!