萬(wàn)有引力的實(shí)質(zhì)是哪些?
這個(gè)問題到如今還沒定論吧，如同吸鐵石為何有磁性，記得中學(xué)數(shù)學(xué)老師說：假如誰(shuí)能具體解決這個(gè)問題，當(dāng)初的諾貝爾獎(jiǎng)肯定歸他，樓主可要努力了，呵呵往年人們給出了幾種解釋，樓主瞧瞧吧。【第一種解釋】空間引力扭曲空間，也可以說是膨脹使空間扭曲。牛頓被蘋果砸到，換一種說法牛頓撞到了蘋果。用于宇宙在不斷膨脹，但是為何我們沒粘在一起呢？空間，空間存在壓力使我們不會(huì)粘在一起。這就是為何2個(gè)物質(zhì)緊靠，就會(huì)形成作用力的誘因。在太空加速運(yùn)動(dòng)的飛船理你會(huì)倍感重力。在倒塌的扶梯你覺得不到重力。并且還有一點(diǎn)，我們?cè)谟钪嬷校俏覀冞€是人類，我們沒法低于人類的思想以令一種方式看我們的這個(gè)宇宙...全部
這個(gè)問題到如今還沒定論吧，如同吸鐵石為何有磁性，記得中學(xué)數(shù)學(xué)老師說：假如誰(shuí)能具體解決這個(gè)問題，當(dāng)初的諾貝爾獎(jiǎng)肯定歸他，樓主可要努力了，呵呵往年人們給出了幾種解釋，樓主瞧瞧吧。【第一種解釋】空間引力扭曲空間，也可以說是膨脹使空間扭曲。
牛頓被蘋果砸到，換一種說法牛頓撞到了蘋果。用于宇宙在不斷膨脹，但是為何我們沒粘在一起呢？空間，空間存在壓力使我們不會(huì)粘在一起。這就是為何2個(gè)物質(zhì)緊靠，就會(huì)形成作用力的誘因。
在太空加速運(yùn)動(dòng)的飛船理你會(huì)倍感重力。在倒塌的扶梯你覺得不到重力。并且還有一點(diǎn)，我們?cè)谟钪嬷校俏覀冞€是人類，我們沒法低于人類的思想以令一種方式看我們的這個(gè)宇宙。
一切都在發(fā)覺，一切都在探求，永遠(yuǎn)沒有止境。引力是哪些?皚皚宇宙由無數(shù)個(gè)星體、星體組成，這種天體順著各自的軌道秩序井然地運(yùn)轉(zhuǎn)，組成一個(gè)和諧的宇宙你們庭，是哪些神奇的力量把這種天體組合在一起的呢?人們覺得是引力。
但是引力的實(shí)質(zhì)是哪些呢?早在1679年，知名科學(xué)家牛頓提出了萬(wàn)有引力定理，覺得天體間因有質(zhì)量而有引力，但是發(fā)覺了引力對(duì)一切物體的作用性質(zhì)都是相同的。比如，當(dāng)月球引力把任何一個(gè)物體吸引到地面時(shí)，其加速度是9．8米／秒’。
很其實(shí)，牛頓所提出的引力，實(shí)際上就是重力。并且引力是怎樣實(shí)現(xiàn)的呢?它的作用機(jī)制是哪些?萬(wàn)有引力定理不能解答。引力與電力有相像之處，如二力均與物體寬度離的平方成正比，與兩物體所帶力荷(引力是質(zhì)量，電力是電荷)的乘積成反比。
但二力的比列系數(shù)相差懸殊，電力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于引力。諸如，在氫原子中，原子核與電子間的電吸引力是它們間引力的1040倍!二力間還存在一些其他的差異，如(兩物質(zhì)的)同性電荷間存在互相敵視力，異性電荷間存在吸引力，而萬(wàn)有引力卻總是吸引力。
1916年愛因斯坦廣義相對(duì)論的問世，提出了嶄新的引力場(chǎng)理論。他覺得由引力引起的加速度，可以同由其他力導(dǎo)致的加速度區(qū)分開來。這個(gè)命題就是愛因斯坦的等價(jià)原理，即一個(gè)加速系統(tǒng)與一個(gè)引力場(chǎng)等效。
我們構(gòu)想，一個(gè)人在遠(yuǎn)離月球的太空中乘一架升降機(jī)上升，上升的加速度為9。8米／秒·平方，因?yàn)樗俾首兓纬闪俗枇Γ@個(gè)人腳跟會(huì)緊緊壓在升降機(jī)的底板上，如同升降機(jī)停在月球表面上不動(dòng)一樣，但未能說明他所遭到的是引力還是慣性。
為此，牛頓所說的萬(wàn)有引力，在愛因斯坦看來，根本不是哪些引力，而是時(shí)空的一種屬性。在這些成曲線的四維時(shí)空連續(xù)體中萬(wàn)有引力常量，根本不需引力．天體是按自己應(yīng)有的曲線軌道運(yùn)行的。1918年愛因斯坦按照引力場(chǎng)理論預(yù)言有引力波存在。
他覺得高速運(yùn)動(dòng)著(加速運(yùn)動(dòng))的物質(zhì)會(huì)幅射引力，引力波就是這些引力的載體，如同光波是電磁力的載體一樣。引力波的速率與真空中的光速相同。比如，在太陽(yáng)和月球之間就是靠引力波傳遞引力子而實(shí)現(xiàn)互相作用的。
為此，引力波存在與否，是廣義相對(duì)論的又一個(gè)關(guān)鍵性驗(yàn)證。引力波十分微弱。據(jù)估算，用一根長(zhǎng)20米、直徑1。6米、重500噸的圓棒，以28轉(zhuǎn)／秒的怠速繞中心轉(zhuǎn)動(dòng)，所形成的引力波功率只有2。2×10的負(fù)29次方瓦；一次17000噸級(jí)核爆燃，在距中心10米處的引力波充其量也只有10的負(fù)16次方瓦／分米·平方。
為此，引力波在目前還未能直接檢測(cè)。根據(jù)愛因斯坦的理論，自然界也應(yīng)存在引力波，正如電荷的運(yùn)動(dòng)會(huì)形成電磁波一樣，物體的運(yùn)動(dòng)也會(huì)形成引力波，引力波的傳播速率為光速。這是電力與引力間又一個(gè)重要的相像特點(diǎn)。
但只有宇宙中具有巨大質(zhì)量(幾倍于太陽(yáng)質(zhì)量)的運(yùn)動(dòng)天體才可能形成強(qiáng)烈的引力波。最早動(dòng)手檢查引力波的是英國(guó)普利茅斯學(xué)院的化學(xué)學(xué)家韋伯博士。60年代他構(gòu)建了世界上第一套引力波測(cè)量裝置：一根長(zhǎng)153分米、直徑61分米、重約1。
3噸的圓錐形鋁棒——后人稱之為韋伯桿，橫搭在由兩個(gè)鐵木柱支著的鋼絲上。鋁桿質(zhì)量雖大，鋼絲卻幾乎無絲毫震動(dòng)。韋伯猜想，鋁桿若能接收到來自太空的一束強(qiáng)引力波，還會(huì)擺動(dòng)上去，但擺動(dòng)很可能是很輕微的，他恐怕擺動(dòng)幅度可能只有原子核半徑(10的負(fù)15次方米)這么大，附近貨車開過等造成的地面振動(dòng)均可能造成韋伯桿形成這么幅度的震動(dòng)。
為確認(rèn)檢查的確實(shí)是引力波，他還在1000公里之外的紐約阿崗國(guó)家實(shí)驗(yàn)室安裝了一個(gè)類似的儀器。他想，如果有一個(gè)引力波掃過整個(gè)太陽(yáng)系的話，則兩個(gè)儀器都會(huì)同時(shí)做出同樣的反應(yīng)。1969年6月，他宣布檢查到了引力波。
但后來科學(xué)家用更精確的儀器再也未檢查到，如今通常覺得，韋伯的實(shí)驗(yàn)結(jié)果有誤。韋伯檢查器工作在溫度(27℃左右)環(huán)境，因?yàn)槭芊肿訜徇\(yùn)動(dòng)噪音的限制，最高靈敏度只能達(dá)10的負(fù)16次方量級(jí)，拿來測(cè)量引力波尚不可能。
1974年日本人泰勒領(lǐng)導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)小組萬(wàn)有引力常量，用射電望遠(yuǎn)鏡對(duì)天空掃描，發(fā)覺了離月球15000光年的一顆脈沖星發(fā)出的脈沖訊號(hào)，又經(jīng)過近4年的觀測(cè)，間接否認(rèn)了引力波的存在。脈沖星是極速旋轉(zhuǎn)的中子星，它是一個(gè)內(nèi)部停止了核燃燒而被壓得極端緊密的星體體。
它與另一個(gè)中子星一起互相繞轉(zhuǎn)，構(gòu)成一個(gè)雙星體系。根據(jù)愛因斯坦的理論，這個(gè)雙星體系應(yīng)能發(fā)射引力波，因而帶走一些能量，使雙星軌道漸漸縮小，周期漸漸變短。這種變化雖然都很微小，卻可以從它們發(fā)出的脈沖訊號(hào)抵達(dá)月球的時(shí)間精確估算下來。
4年的觀測(cè)表明：雙星軌道周期總共降低了萬(wàn)分之四秒。這個(gè)結(jié)果正好與愛因斯坦的理論相符。這是人類第一次間接否認(rèn)了引力波的存在。并且，這或許是間接證明，還不能由此得出引力波真實(shí)存在的推論。70年代中期到80年代中期，出現(xiàn)了工作在高溫條件下的第二代引力波測(cè)量器(韋伯檢查器為第一代)。
如英國(guó)耶魯學(xué)院建成了高溫引力波天線裝置：天線是圓錐形的鋁棒，長(zhǎng)3米，重4。8噸，工作在液氮溫區(qū)，靈敏度達(dá)5×10的負(fù)19次方，能測(cè)量出振幅為1。5×10的負(fù)16次方分米即約千分之一原子核直徑或則一百萬(wàn)億分之一毛發(fā)半徑的震動(dòng)。
臺(tái)灣東京學(xué)院平川諾平院士的引力波測(cè)量工作也令人耳目一新。其諸多實(shí)驗(yàn)均以頻度為千赫量級(jí)的高頻引力波為測(cè)量對(duì)象，這是與科學(xué)家迄今所曉得的最強(qiáng)天體引力波源相對(duì)應(yīng)的。平川則創(chuàng)制了一種共振低頻引力測(cè)量器(圓形或扭擺型天線)，明晰以蟹狀星云中的高速自轉(zhuǎn)脈沖中子星+21為測(cè)量對(duì)象，該星自轉(zhuǎn)周期為33微秒，所發(fā)引力波抵達(dá)地面的硬度約為10的負(fù)27次方量級(jí)。
平川的引力波測(cè)量器分別籌建在東京和筑波科學(xué)城，經(jīng)在高溫條件下的長(zhǎng)時(shí)間積累，靈敏度已達(dá)10的負(fù)25次方。在步入20世紀(jì)80年代以后，前南斯拉夫科學(xué)家烏恰耶夫又提出了“中微子引力論”。傳統(tǒng)理論覺得，中微子不帶電荷，無靜止質(zhì)量，它以光速運(yùn)動(dòng)，幾乎不與物質(zhì)發(fā)生作用，可以順利穿過月球。
然而近些年來發(fā)覺中微子還是有靜止質(zhì)量的，不過其質(zhì)量極小，約10的負(fù)32次方克。科學(xué)上發(fā)覺的中微子實(shí)際上有三類：電子類、μ介泛型和，介泛型。諸如，在太陽(yáng)核聚變反應(yīng)中幅射的是電子類中微子，它們?cè)诘诌_(dá)月球前某個(gè)時(shí)侯就早已弄成了μ介泛型或，介泛型中微子了。
假如一類中微子能弄成另一類，它們就必須具有一定的質(zhì)量了。有質(zhì)量就可能對(duì)物體導(dǎo)致力道。烏恰耶夫以“中微子氣”代替引力波，覺得在飽含宇宙間的中微子氣中，中微子以亞光速進(jìn)行著零亂無章的運(yùn)動(dòng)，其中一部份總是要被天體吸收的，結(jié)果每三天體都獲得一種“脈沖力”，此脈沖力大小等于其吸收的中微子質(zhì)量與其速率乘積。
在日地系統(tǒng)中，月球向日面承受的中微子流比背日面要弱，由此形成的脈沖力恰巧抵消月球繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的離心力。宇宙間各天體運(yùn)動(dòng)都可以這么解釋。在這兒根本不須要吸引之力。其實(shí)，這個(gè)理論只是一種剖析，并無實(shí)驗(yàn)事實(shí)作根據(jù)。
不過因?yàn)橹形⒆釉谟钪嫜葑冞^程中起著重要作用，對(duì)它的認(rèn)識(shí)還有待進(jìn)一步推進(jìn)。因而，烏恰耶夫的說法其實(shí)是有一定道理的。這么，引力的本質(zhì)究竟是哪些?是重力，引力波，還是中微子?如今，科學(xué)家又在改進(jìn)檢查器或創(chuàng)制新的測(cè)量器，以求測(cè)量到引力波。
比如，英國(guó)計(jì)劃分別在東西兩岸構(gòu)建臂長(zhǎng)為3。2公里的激光測(cè)量器，經(jīng)多次反射，總光程可達(dá)100公里，其靈敏度恐怕可達(dá)10的負(fù)21次方。前南斯拉夫科學(xué)家提出，引力既然能使空間彎曲，引力波將使空間彎曲程度發(fā)生改變，由是，電磁場(chǎng)還會(huì)因其存在空間的改變而改變，只要測(cè)量到這些改變，即使測(cè)量到了電磁波。
我國(guó)科學(xué)家提出，引力波會(huì)使物質(zhì)的超紊流發(fā)生改變。德國(guó)學(xué)者則提出，引力波將使約瑟夫森結(jié)電壓深受影響。這種效應(yīng)均可拿來測(cè)量引力波。【第二種解釋】引力來始于彎曲正是質(zhì)量引起了空間的彎曲，而運(yùn)動(dòng)是順著彎曲的空間進(jìn)行的，這促使人們“以為”是在受某種引力支配著。
實(shí)際上不是引力，而是彎曲的空間。這就是“引力”產(chǎn)生的原理。【第三種解釋】愛因斯坦覺得萬(wàn)有引力是物質(zhì)的存在使時(shí)空發(fā)生彎曲所致。時(shí)空彎曲的理論很奇特，也很令人心寒，物質(zhì)的存在怎樣使時(shí)空發(fā)生彎曲？又怎樣形成引力？萬(wàn)有引力來自那里，如何互相作用？成了自然之謎。
三百年來，有這么多人探求萬(wàn)有引力，而今的推論竟是如此簡(jiǎn)單——萬(wàn)有引力就是質(zhì)子與電子間電磁力的外延。為何他人就沒有想到？百年來肯定有不少學(xué)者首先就想到過這個(gè)緣由，肯定提出過假說，并且提出這個(gè)新假說與學(xué)界秉持的電子云理論、自由電子理論偏頗，而無數(shù)次被迅速地否定了。
百年來，學(xué)界覺得原子的核外電子是零亂無章的電子云，而新假說是原子核吸引了電子，還有庫(kù)侖力外延，所有原子核的電磁力都延展在外，吸引原子以外的電子。那豈不成了不可拾掇的電子角逐戰(zhàn)！百年來，學(xué)界覺得金屬內(nèi)彌漫著自由電子，而新假說覺得萬(wàn)有引力是原子核吸引了電子后還有庫(kù)侖力外延。
這些力構(gòu)成了月球的重力，吸引住了月球上的山川、河海、大象和人，這么對(duì)自由電子的吸引更是輕而易舉。事實(shí)上臆測(cè)中的自由電子沒有遭到萬(wàn)有引力的阻礙，于是新假說就被就地否決了。拋棄了核外電子無規(guī)律的電子云理論，拋棄了金屬內(nèi)彌漫著自由電子的理論，注意到核外電子有規(guī)律的運(yùn)動(dòng)，認(rèn)識(shí)到核外電子都是在一定的基態(tài)軌道規(guī)律運(yùn)轉(zhuǎn)。
再來看萬(wàn)有引力，它就那么簡(jiǎn)單！萬(wàn)有引力的存在也輔證了核外電子是規(guī)律有序的：萬(wàn)有引力吸引著萬(wàn)億噸的山川、海洋、高樓、大壩。這么，吸引散漫輕小的電子云、吸引自由零亂的自由電子應(yīng)當(dāng)是輕而易舉，但是事實(shí)是萬(wàn)有引力對(duì)于這么輕小的電子沒有顯著的作為，證明原子外的電子是各有歸屬的，不是散漫、自由的。
這些電子云理論、自由電子理論是應(yīng)當(dāng)拋棄的。西路至簡(jiǎn)，大自然總是用最簡(jiǎn)法則構(gòu)成自身。在探求了物質(zhì)核外電子有規(guī)律的運(yùn)轉(zhuǎn)以后，再來看萬(wàn)有引力，發(fā)覺萬(wàn)有引力的本源十分簡(jiǎn)單：就是原子核實(shí)電子的吸引力——庫(kù)侖力，就是原子核（質(zhì)子）與電子間電磁力的外延。
你們曉得，原子是由原子核和繞核旋轉(zhuǎn)的核外電子組成，原子核（質(zhì)子）帶正電荷，電子帶負(fù)電荷，正負(fù)電荷互相吸引才有這電子饒核高速旋轉(zhuǎn)。原子核實(shí)電子的引力不會(huì)到了原子的邊沿嘎但是止，質(zhì)子對(duì)電子的引力是沒有邊界的，遠(yuǎn)遠(yuǎn)地超出了原子、超出了物體之外，誰(shuí)也沒有理由把這種無限的作用限制在一個(gè)原子范圍內(nèi)。
那個(gè)把原子核實(shí)電子的引力孤立在一個(gè)原子之內(nèi)，覺得原子間沒有互相作用、對(duì)外沒有交流是形而念書的。所有原子核的電磁力都延展在外，所有的質(zhì)子引力都向外延伸，為何沒有產(chǎn)生電子角逐戰(zhàn)？這是由于相鄰原子的外電子相距較遠(yuǎn)，引力大打折扣。
此外，每位原子的核外電子都是在一定的基態(tài)軌道規(guī)律運(yùn)轉(zhuǎn)，都有各自的歸屬，是非常穩(wěn)定的，核心多吸引來了電子也沒有其軌道，原子也留它不住。【第四種解釋】雖然外延的引力沒有斬獲相鄰的電子，然而質(zhì)子的這些引力是實(shí)實(shí)在在的，是沒有邊界的。
單個(gè)原子核的外延引力是微不足道，可萬(wàn)億億個(gè)原子核的外延引力卻是天體運(yùn)行的纖繩，是重力之母。目前有兩種主流理論(但沒據(jù)說過哪些地應(yīng)力)1。引力波,任何有質(zhì)量的物質(zhì)均會(huì)對(duì)外幅射引力波,就像熱物體幅射紅外線一樣,引力波能傳達(dá)引力,如同紅外線傳達(dá)熱一樣2。
中微子,中微子以亞光速在宇宙各角落進(jìn)行著零亂無章的運(yùn)動(dòng)，其中一部份總是要被天體吸收的，結(jié)果每三天體都獲得一種“脈沖力”(中微子具有質(zhì)量)。
在日地系統(tǒng)中，月球向日面承受的中微子流比背日面要弱(由于這中間的中微子要被太陽(yáng)和月球三者吸收,故兩個(gè)天體在連線方向上吸收的中微子要比其他方向的少)，由此形成的脈沖力在地-日連線方向上也小些,故地-日會(huì)有種向彼此運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),既我們所說的引力參考資料：愛因斯坦理論和前南斯拉夫科學(xué)家烏恰耶夫理論。收起