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  • 引力子

    引力子(Graviton),又称重力子,在物理学中是一个传递引力的假想粒子(目前仍未知是否真正存在)。为了传递引力,引力子必须永远相吸、作用范围无限远及以无限多的型态出现。在量子力学中,引力子被定义为一个自旋为2、质量为零的玻色子

    编辑摘要

    基本信息 编辑信息模块

    中文名: 引力子 英文名: Graviton
    别称: 重力子 学科: 物理学

    目录

     推论/引力子 编辑

    方程

    守恒系统中,把运动速度作为光速在运动方向上的一个分量处理,这样建立运动方程,把时间作为速度的函数。通过能量守恒定律,建立运动能量微分方程:
    再通过方程:
      

     

    解得:

    取地球引力子速度为光速c,则有频率f如下:



    f=5.20266×10^-9
    地球引力子的周期:192209343.602944s,约6.09074655876695年
    地球引力子的波长:λ=2πC^2/g
    λ=57622911569293200m,波长约为:6.09074655876695光年
    地球引力子的能量:  
    约3.44731904068503×10^-42焦耳
    地球引力子质量:    
    约3.8356597238529×10^-59kg
    如此推论的结果,与相对论比较冲突,引力加速度g越大,波长越短,以上方程为脉冲振荡方程,简谐振荡不同,但是它们均是在能量守恒定律之下的结果。人类试图探测引力波,由此方程知,如果想测量引力波波长,就必须对于大质量中子星作为研究对象,只有这一类星体才巨有短波长,脉冲振荡中,其平均速度约0.823c光速,也就是黑洞不可能真的存在,而存在的是灰洞,它时刻通过脉冲振荡在衰变!

    分析/引力子 编辑

    提出引力子的存在纯因为量子理论在各方面都非常成功,譬如电磁学可用光子的量化来解释(量子电动力学),而宇宙其他方面的基本作用力(弱核力强核力)亦可用量子理论得到完美的描述;人们自然希望量子理论亦能解释重力,故假想有一种未发现的引力子存在,其性质与光子类似,而最终可发展出量子引力理论。可是这种理论的数学运算十分复杂且无法自洽。

    主要性质/引力子 编辑

    为了传递引力,引力子必须永远相吸、作用范围无限远及以无限多的型态出现。在量子力学中,引力子被定义为一个自旋为2、质量为零的玻色子。在M-理论中,引力子被定义为自由的闭弦,可以被传播到宇宙膜外的高维空间以及其它宇宙膜。

    发现历史/引力子 编辑

    黑洞黑洞
    早在300多年前,物理学家牛顿就发现了万有引力定律。根据它,科学家们成功地解释了行星的运动、月球的运动、潮汐形成的原因等科学难题,并且在1846年发现了海王星。直到今天,计算人造卫星、宇宙飞船等航天器的轨道,仍然离不开万有引力定律。但是,随着人类认识范围的扩大和深入,人们发现万有引力定律也有不完善的地方,它本身还存在一些费解的问题。比如说,按照万有引力定律,两个物体不管相距多远,都会产生万有引力。这个万有引力从一个地方传到另一个地方,速度居然比光速还要快,这种力是靠什么传递的呢?
    1913年,物理学家爱因斯坦针对这个问题提出了万有引力场论。他认为任何物体周围都存在引力场,而引力场存在于弯曲的时空里,引力场是通过引力波传播,而引力波是通过引力子使物体相互吸引的。
    黑洞黑洞
    但这只是爱因斯坦的预言,引力子真的存在吗?这个问题成了物理学家们争论的焦点。看起来,只有找到引力子,才能证实爱因斯坦的新引力论。为了寻找引力子,科学家们做出了不懈的努力。有一些科学家在宇宙中寻找能产生引力子的源泉,并取得了进展。从1974年到1978年底,他们在波多黎各用天文望远镜,对15000光年远的射电脉冲双星进行了观测,间接地证实了引力子的存在。
    这个发现鼓舞了人们,科学家研制了高灵敏度的激光干涉仪,只要引力子一出现,它们就能被认出来。 如果找到了引力子,物理学和天文学将会发生天翻地覆的变化,在应用技术上也将开辟一个新局面。比如把引力子应用到通讯上,将会出现引力电视、引力电话、引力望远镜,并且还能利用引力子跟外星人联系。然而,引力子究竟在哪里还是个谜。

     相关考证/引力子 编辑

    存在性

    目前,引力子是否存在,仍是物理界的一个神圣话题。有许多学者试图用仪器来探测它存在的真实性,最终都没有得到理想的结果,对于它的存在仍然是一个谜。
    量子引力的观点出发,引力子是必定存在的。引力在量子化时,引力能量可以是一份一份的,引力能量必须由引力子作为载体将能量传递到无限远处。这是存在引力子的一种理由。
    引力子同其它媒介子一样,是传递能量的粒子。例如光子,光子是一种传递电磁波能量的媒介子,引力子与光子的行为极其类似,它以传递引力波能量而存在。在宇宙中,引力波实质上是引力的扰动。天体的旋转,坍缩,相撞等方式都会产生引力波,引力波在宇宙中是普遍存在的,因此必定存在引力子,这是引力子存在的另一个理由[1]
    宇宙中必定存在引力子,否则宇宙将不会是人们看到的这个样子。

    不存在

    引力子引力子
    从月球弹回激光束的实验可能探测到绕月轨道的异常现象,这有助于解释暗能量的本质。图片来源:NASA[1]
    电影美国《华尔街》中有一句名言:“贪婪是好事”,这条准则很快就会被宇宙学家用来解释暗能量的起源。这种神秘的东西正在加速宇宙的膨胀。
    在近日于英国剑桥市召开的一个宇宙学会议上,参会者讨论了一种有争议的理论——重力是由一种假想的引力子传递的。这一粒子会吞噬来自空间的巨大能量,使得宇宙以一种加速却非破坏性的速度扩张。
    我在前面的章节中一直强调关于暗物质我们应该谨慎。因为暗物质极可能是不存在的东西。是我们为了满足目前宇宙膨胀所臆想的东西。本身暗物质的存在,也是猜想!
    但是这么多年过去了。引力波发现了,引力子和暗物质还没有被发现。通过论述我们已经知道了,引力的本源是时空。时空也就是能量时空。在这个能量时空内,物体的相互吸引是必然。
    引力波是时空的涟漪。那么引力波和电磁波是否类似。是由引力子这样的基本粒子构成的以光速运动的波吗?
    我大胆的猜想,引力子的探测工作可能不会成功,因为引力子就是组成能量时空的基本粒子。也就是说,我们身边周围处处是引力子。可是它的存在和时空“粘”在一起,本身的质量为零,又无比的“小”或者“虚”,所以想直接探测引力子属于一个超级难题。
    真空不空是为什么? 为什么不是引力子作怪呢?我们完全可以这样大胆的假设。因为真空中,也存在引力子,我们无法把引力子从任何一个空间剥离。就说明了这点推理! 所以我们的猜想不是空想。
    而且有多种证明表明引力波是不与电磁波等发生作用。就说明它的特殊性。他参与构成这个能量时空,贯通天文尺度,和量子尺度,却始终能独善其身。引力波是时空的涟漪,但不能说发现了引力波,引力子就一定存在。以为引力波不是引力子传播的。引力波是时空振动。而且要理解引力子的存在,要把握能量二字。甚至引力子会和希格斯场有关系。
    那么在量子尺度下,我们就尤其要关注“引力子跃迁理论”或者说“真空引力子作用”。这种描述是说引力子会从一个“隐”的状态跃迁为“显示”的状态。在跃迁之前,其实引力子还不能算引力子。尤其是在量子尺度最基本的状态下。比如说夸克尺度下, 甚至说夸克之下还有的粒子,对于这样的状态粒子的出现,尤其要注意空间能量的跃迁。
    也就是说“其大无外,其小无内”是相通的。大是通过“跃迁”来变成小,即是从隐变成显的状态,组成我现在视眼下的宇宙。而显也会通过湮灭等方式重新回到隐的状态。
    但现实是我们即使现在是显得状态,我们也是和宇宙是一体的。我们是物质能量。而且人的特殊性是大脑产生精神,这是一种“虚”的能量,是从实在的大脑中产生的。
    上面说的这种“有生于无”的哲学深意,就是借助引力子来体现的。至于说强力,弱力,电磁力依然可以说是基本力。但是他们是物质结构,运动的不同表现。而且引力子对他们的“隐”的作用是很明显的,并不是一点都没有。
    通过什么表现呢? 就通过不确定性原理,宇称不守恒等等。
    所以说了解“有无相生”之间的能量或粒子跃迁导致的能量转移理论,对于我们认识宇宙是非常重要的。
    也就是说暗物质不是具体的物质,是探测不到的。能探测到引力子,对人类来说已经是奇迹了。希望这一天在我死之前可以看到。毕竟我已经看到了我们探测到引力波了[2]
    摘自独立学者灵遁者物理宇宙科普书籍《变化》 

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    我要提建议

    高能物理学又称粒子物理学或基本粒子物理学,它是物理学的一个分支,研究构成物质和辐射的组元粒子及其相互作用的物理学科。

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    相关文献

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    参考资料
    [1]^引用日期:2016-02-17
    [2]^引用日期:2018-11-09
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    物理学名词

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