物理学研究终极问题之一,被中国科学家用三年时间,第一次捕捉到

以山爱科学 2024-07-07 14:09:25

所有的这一切旋转现象,都是由引力来支配的。

那么问题来了,既然是由引力来支配的,这些星球彼此之间的引力,又是通过什么东西进行相互作用的呢?

(注:这就像声音的传播需要介质一样,两个物体之间的相互作用也是需要介质的。)

要知道自然界有四大基本力量,强核力、弱核力、电磁力以及引力。

前三种力量,都找到了传递力量的物质,唯独引力没有找到。

比如强核力,也就是原子核中,质子和中子之间的力量,这股力量让原子核的形成成为了可能。

科学家们找到了一种叫做强子的东西,而强子就是传递质子和中子之间力的物质。

如今这样的强子,科学家找到不止一种,而是几百种。

这些强子就像质子和中子之间无数条的绳子,让质子和中子你拉我,我拽你,彼此不能离开。

弱核力,简单的说就是导致放射性衰变的力量,它是通过一种叫玻色子的交换来实现弱核力,进行释放和吸收的。

电磁力呢?虽然电力和磁力都会产生电场和磁场,或者电磁场,但让彼此之间产生电磁力的物质是光子。

看,三种力量都是通过各种粒子来传递力量的。

所以科学家们轻松的将这三种力量进行了描绘,甚至为它们建立了标准的模型理论,并完成了对这三种力量的统一。

但引力呢?万有引力呢?

虽然万有引力解释了宇宙形成的各种现象,但到目前为止根本就没有发现传递引力的物质。

于是科学家们引入了一个假象的概念——引力子。

这就像数学中的各种猜想一样,猜想引力是通过引力子来实现的。

所以引力子也就成为了物理学中终极问题之一。

如果能把引力子找到,也就参透了引力形成的原因。

到时候人类就可以轻松的制造出重力(注:重力也是引力的一种),甚至制造出引力引擎,快速的在宇宙中进行穿梭。

或者是武器,比如在一款漫画中,被漫画家想象出来的武器——重力子放射线射出装置。

这种装置被漫画家,想象成释放引力子,产生引力场,从而引入暗物质对目标进行干涉的武器。

看着很深奥,其实多少还是带着一点科学的色彩。

那么今天就来讲讲引力和它的引力子。

引力的研究

在二十世纪三十年代的时候,爱因斯坦研究广义相对论场方程式的时候,有一个发现,这个发现就是以光速传播的波动解。

什么意思呢?就是研究场方程式之后,得出一个解,这个场的解是以光速传播,并呈现波动的形式。

看着挺糊涂的,往简单直白的说就是发现了一种波,然后这种波就被定义为引力波。

那么什么又是引力波呢?

做一个比喻,对比一下解释。

在平静的湖面投入一颗石子,而平静的湖面以石子的落入点为中心,就会产出一圈圈的涟漪,这些涟漪就像引力波一样。

那么把这个想象放入到宇宙中,宇宙就像是填充了很多类似水一样的物质,当然这些物质是看不见,摸不着,甚至都感觉不到的。

而运行在宇宙中的各个星体,都是在运动的,在这种运动的过程中,以这些星体为中心,就让这些类似水的物质,产生了一圈一圈的涟漪。

这就是科学家们说的时空涟漪,也就是引力波。

一个星球产生引力波,引力波扩散,那么这些时空涟漪必然会波及到其他星球。

说道这里,回忆一下引力相关知识:只要两个物体具有质量,它们之间必然会产生引力。

几乎可以肯定两个物体之间必然会有引力,只是引力的大小不同。

而且引力和两个物体质量的乘积成正比,与彼此之间距离的平方成反比。

这就解释了,星球和星球之间有着巨大的引力,是因为它们本身就具备着巨大的质量。

但又不会影响到一个恒星系统以外的星体,因为距离太过遥远。

而两个人就算是坐到一起,感受不到引力,是因为重量太小,导致引力很小。

只要一个物体的重量足够的大,才会影响到另一个物体,比如地球和人类的力量牵引。

在这里再说一个小小的知识。

引力的相互作用力是四大基本力中最微弱,有多微弱呢?

比如木星在公转的过程中,它的引力辐射能力是5.3千瓦。

如果看不懂这个数字,换一个说法,相当于一个小号的灯泡能量。

所以引力的能量非常的微弱,这也就造成观察引力波,甚至是捕捉到假象中的引力子及其的困难。

同样,这也解释了,为什么两个质量小却靠的非常近,但彼此之间却感受不到引力存在的原因。

有了这些知识,再重新解释一下,宇宙的一些基本现象。

比如地球绕着太阳旋转,一般人知道的理由是,因为万有引力,太阳吸引地球。

但了解了这些知识的科学家们的解释是,太阳其实也是在运动的,所以它在运动的过程中,因为庞大的质量从而扭曲了时空(也就是上文提到时空涟漪),让地球按照太阳的测地线进行运动。

至于宇宙中最为神奇的黑洞,它可以把宇宙中所有的东西都吞噬掉,甚至是光都不会放过,是因为黑洞有着巨大质量,引起了时空弯曲。

这就像宇宙是一个桌面,黑洞巨大的质量,将桌面给压的形成了一个平滑的凹坑,物体靠着凹坑太近的话,就会不知觉的滑向凹坑中的黑洞一样。

所以引力波,将宇宙中的很多现象做了解释,一切让科学家们豁然开朗起来。

那么引力波是否真的存在呢?

毕竟现在都没有找到产生引力波的物质(就是上文提到的,看不到,摸不到,甚至感觉不到类似于水的物质)。

于是就有了下面这个想法。

最开始的时候,科学家们认为引力是瞬发的,比如太阳向着地球发出一股引力,在同一时间地球就能感受到。

但这种说法被推翻了。

因为有科学家们提出了这么一个构想。

如果出现这么一个现象,太阳发射完引力的时候,突然消失了。

引力也就突然消失了,那么地球上的人依然能看到太阳。

因为人的眼睛是依靠射入的光线来看到东西的,而太阳光照射到地球,是需要八分二十秒的时间,毕竟太阳和地球之间有很长的距离要走。

太阳消失的一瞬间,之前的太阳光还在向地球进发。

所以就出现了,太阳消失了,引力消失,地球上的人还能看到太阳的奇景。

神不神奇?奇不奇怪?不可能发生的吧!

也就是说引力也是需要传递的,这就更加确定了引力波的必然存在,而且引力波的传播速度也必然和光速是一样的。

所以,当太阳因为引力发生坍塌的时候,地球上的人类有足足八分二十秒的时间,逃离太阳系。

引力子

引力子又被叫做重力子,但它是被假象出来的基本粒子,作用是像强子,光子,玻色子一样用来交换力量的。

目前对于引力子的描述是,自旋为2,质量却是零,不带电荷的玻色子。

引力子在传递引力的时候,引力子的特点是必须永远的表现为相互吸引,不存在排斥、作用的范围是无限。

而且引力子的形态有很多种。

目前物理学家都在发现引力子这枚玻色子上而努力。

中国的科学家在这方面却有了突破。

比如南京大学物理学院的杜灵杰教授带领团队,利用极端条件下的偏振光散射技术,在对砷化镓量子阱中的测量中,第一次观察到了引力子的激发。

需要说明的是,这是引力子激发,也就是捕捉到了引力子的影子,而不是引力子。

但这也是在研究引力子上的一个巨大突破,这个引力子的影子也被叫做新奇准粒子。

杜灵杰教授研究这个项目,已经有三年多的时间,而主要的一台设备叫做低温强磁场共振非弹性偏振光散射系统。

虽然这台设备的名字又长又古怪,但这可是南京大学自主设计,并组装出来的设备。

原理和显微镜或者望远镜有些像,但这台设备的个头,让人吃惊,有两层楼房那么高。

具体的特点是,可以在零下二百七十三一五度下进行工作。(比绝对零度高出0.05度)

在这个条件下,再加上超出地球常规磁场十万倍的基础上,杜灵杰教授得到了引力子影子的数据。

这项工作需要非常的精细。

温度不能高哪怕是一点点,就像杜灵杰教授说的,研究过程中的这台设备,为了更好的进行观察,上面按照了一个窗户。

而这个窗户的存在,让一些光透射到了设备里面,结果就是实验物的温度升高。

这个升高的温度,人是感受不到的,但却可以让观察的结果出现失败。

为了调控这点上升的温度,他们还需要对设备加注液氦来进行降温。

而观察的过程是及其艰难,长久以来一直没有突破。

直到杜灵杰开始一项一项的排查数据,看到了一个不起眼的数据,让他意识到了问题。

于是重新设计实验,最终才锁定了这枚引力子的影子。

不得不说,科学总是给细心而又有耐心的人准备的。

8 阅读:1498
评论列表
  • 2024-07-12 06:59

    根据爱因斯坦相对论对引力的解释,引力不是力,是空间弯曲的几何属性,根本不存在引力

  • 2024-07-08 18:35

    万能骗术之质能方程,泛化虚化破坏能量公理概念,>>远远胜过,任何东西能变油+油能变任何东西。。。到底是质量获得能量还是质量变成能量??? ………动能公式,清清楚楚明明白白,到处用天天用,是质量获得能量的经典公理。………能量概念清清楚楚,是对物质运动状态的描述,居然敢欺骗说物质与能量等效???何其狂妄可笑???………他爸爸有动能,他爸爸也有势能,动能和势能都能变成他爸爸。他到底有多少爸爸呀?质量与力是一切微观宏观世界的根本,他造假(创造假说)祸害质量概念就当儿戏!!!———无中生有解释稀奇的万能骗术::科学都是假设(嘲笑诚信观测归纳),场有作用力,真空里有波,质能等效转换,穿墙而过,刀枪不入,纠缠女朋友。。。号称,只是科技还没达到!………无中生有==时空无限而永远不可能证无,当然也永远不可能证有==欺骗无底洞!

  • 2024-07-15 17:30

    申报诺贝尔奖。

  • 2024-08-08 19:30

    悖论斯坦五大骗术V2:: ——1.蔑视自然创造反公理假说(骗),由反公理假说演绎方程(骗),号称证明全称假说命题(骗)。 ——2. 数学假装物理,创造虚幻数学“物理概念”,破坏基本概念和认知体系。搞些莫名其妙的虚幻数学“相对时空”数学“质量”数学“能量”。相对速度是无穷多的,哪有高低速之分?还编造一个绝对速度钉子户?力与质量需要宏观微观两套规则? ——3. 以必然有不确定性的观测精度攻击确定性的引力公理,以必然有的认知进化祸害绝对真理。以宏观现象为基础的电磁理论描述微观粒子电磁行为明显不足,两朵乌云不奇怪,他却借机破坏伽利略变换! ——4. 指鹿为马,指马为鹿,“波粒二象性”,破坏认知自然的最核心根基——确定性。狗都认识自己的主人知道真假,不搞二象性。 ——5. 无中生有创造假说(鬼),用解释稀奇谎称证明且无耻于悖论(已有效证伪),却要求别人证明没有鬼,搞万能骗术!!!………水星进动证明的大笑话:(A).号称证明全称公设是欺骗。 (B).忽视了水星的电磁力等等影响因素(1974地外水星探测),居然弄出高精度?活见鬼还是见活鬼?(科学求真需要批判精神,虽异常艰难但绝不应包容悖论欺骗!)

  • 2024-08-08 19:34

    万物的终极原因是不知道!原因的原因的原因的原因的。。。原因???这是骗子最爱。无中生有解释稀奇,反正木法证有,也木法证无。是好用的万能的骗术!

  • 2024-08-08 19:30

    理论物理学进展缓慢(倒退)的原因::::: (1)有不少观念认为,先创造假说~再验证证明,就是科学。这其实是一种悖论斯坦式两头骗术!!!假说认知自然有任何成功先例吗?数字文字概念符号包括几何公设(黎曼欧几里得),都是经验的理想化抽象(所谓形而上学当然也是唯物主义),不预测任何真实,用于表达真实。与假说根本不同。………光速不变假说预测真实显然不能冒充公设,它不仅创造假说,还违背相对速度公理。(2)悖论斯坦的号称证明也是骗术!!!自然规律是全称命题,象万有引力定律一样,证伪当然有效,证明/证实当然无效,一天证明10000次也没用,号称证明当然是斯坦骗术。牛顿自然哲学的观点是观测归纳,还是必要充分真实的归纳,明确反对创造假说!!!创造假说号称证明,是悖论斯坦蔑视自然欺师灭祖的狂妄骗术。祸害时空观,祸害质量能量物理概念,祸害自然认知方法。。。 (3)悖论斯坦骗术已经成了一种十分强大的科学时髦。实在是恐怖和难以理解的!!! (4)倒退是指创造假说泛滥,攻击已有物理公理物理概念和认知方法,以认知进化否定绝对真理,祸害哲学。

  • 2024-08-08 19:31

    牛顿晚年研究上帝神学,是敬畏信任自然,他希望自然哲学与上帝协调一致。回答为什么有引力且明天还有引力,这种人类认知自然的极限困惑(因果极限,也是悖论斯坦利用的搞骗技巧)。骗子号称知道原因的原因的原因的。。。原因?愚蠢的人居然为此贬低嘲笑牛顿,这些能改变牛顿的崇高和伟大吗?………自然绝对诚实,但自然宿命有复杂性::意识可以作用于人体(物质),清清楚楚比比皆是,对自然宿命具有广泛的扰动。而且,宿命的复杂现象也是观测困难的(水往低处流隐藏了万有引力)。信任自然(唯物主义)观测归纳(真实)是人类生存包括科学的唯一根本。