力的传播需要介质吗,那宇宙当中的万有引力是靠什么传播的呢?为什么?

渐渐的懂了


直接作用的力可以不用介质,间接作用的力需要介质。

宇宙中有一种能量叫空间能量,真空状态下的空间也是存在能量的,这种能量空间也可以传播力,它就是力传播的介质。


圣普豪威


这是大统一课题:要想把电磁力与引力统一起来很难,怕是猪油蒙心,但是我例外:读者可抢读本文第5.11节:统一方程组。


▲蒙心的猪油,到底是补品还是致癌?

本文表明:自然界奥秘就在我们身边,就像窗户纸一捅就破,关键是如何透过现象看本质。

本文思路:力是电子运动的场效应,电子自旋表现为引力;电子旋进表现为电磁力,如下:

①风扇机制,模拟万有引力的起源,

②升力机制,模拟电磁力的起源,

③电子自旋,揭示引力场与引力波之源

④电子旋进,揭示电磁场与电磁波之源

⑤负压差原理,解释场的湍流与密增

⑥场效应原理,解释力的发生与传播

其中,风扇与升力是问题的两个切入点,自旋与旋进是问题的两个基本点,负压差与场效应是问题的两个突破点。


▲大飞机是大科技,比原子弹难几十倍。

1 风扇模式,解释“自旋导致负压差”

我们熟悉的电风扇、排风扇、轴流风机、离心泵、螺旋桨,被定位在某处,都有一个叶轮。

叶轮的正面,通常都会做成凹曲面,输出正压强,气流或液流由此释放出来,似有斥力。

原因是:叶轮旋转时,凹面如口袋兜风,转的越快,迎面的风压越大,感觉有一种斥力,这种作用机理,叫“凹斥机制”。





叶轮的背面,通常都会做成凸曲面,输出负压强,气流或液流与此吸收进去,似有引力 。

原因是:叶轮旋转时,凸面兜不住流体,附近有暂时真空场,远处气流来不及填空,转的越快,背面的吸力越大,此称“凸吸机制”。

叶轮是一个整体,凹斥正压与凸吸负压是协同作用、相辅相成的。因此,我们可以说,叶轮的负压差现象是因为有凹斥凸吸机制。

如果明白了凹斥凸吸,诸如——离心泵的叶轮应该如何安装?螺旋桨叶轮的凹面超前还是朝后?螺旋桨的旋转方向如何设置?轴流风机的工作原理?——之类的问题就是小菜一碟。

🌈 JUST A PIECE OF CAKE!🌈

问题进阶:如果把电子类比为一个光速自旋的螺旋桨,那么会得到什么样的启示呢?

2 升力模式,解释“旋进导致负压差”

旋翼式飞机、直升飞机,都是运用了螺旋桨的凹斥凸吸机制的负压差原理。


▲协和超音速客机

然而,有的飞机不用螺旋桨,而用喷气工质的反冲原理,它们又如何获得升力呢?

关键是机翼采用了基于凹斥凸吸机制的负压差原理。机翼负压差与叶轮负压差,显然有别。

上图是机翼截面示意图。机翼顶部是凸起面,机翼底部是平凹面,呈“上凸下凹构型”。我们可以联想叶轮的“凹斥凸吸机制”。

当飞机高速时,机翼底部的凹面有兜风作用,下方集聚气流有较大的正压强,向下有斥力,而下方气流有反冲力,将飞机托起。与此同时,机翼顶部的凸面兜不住风而有泄流作用,凸面附近有真空引力场,将飞机向上吸起来。

只要调整好机头迎角,飞行速度越快,机翼上下方负压差就越大,升力也越大。反之,降低飞行速度,负压差变小,升力也变小。这样就可以调整飞机的升降。

粗略估算飞机的总吨位m。假设起飞速度为v=30m/s,大气压强p=10⁵N/m²,机翼顶底面积差△A=3m²。则负压差在t秒时间内,所做体积功为:

W=pV=p△Avt...(1),

假设在t=1秒时间,飞机落差h=½gt²,飞机重力作功:

W'=mgh=½mg²t²...(2)

有W=W',pAv=½mg²t,若不考虑其它损耗因素,总吨位理想公式:

m=2p△Av/g²t...(3)

=2×10⁵×3×30÷(9.8²×1)≈180吨。

可见,升力来自机翼负压差的场效应,从公式(3)可知:总吨位(m)或升力(F),与起飞速度(v)成正比,与机翼的凹凸面积差(△A)成正比。


▲飞机翅膀上的那些小片片是什么🙉🙉,看完我懂了,原来不是坏掉了🌈🌈。

当然,不能一味追求△A,如果把机翼顶部做得太凸反而增加气阻,这涉及流线型动力学。

机翼负压差,暗藏的动力学本质是:实体高速进动,前空间被挤压,尾空间有真空,外围急迫来填空,超音速有音爆,实体附近的场密度急剧增加,此称“场介质密增效应”。




我们知道,超音速不过就是数马赫,即便10马赫不过3.4km/s,而微观世界的电子正常绕核速度为2200km/s=6470马赫❗😱😱。

电子进动 (procession)负压差有多厉害可想而知。根据β衰变粒子速度c,核内电子光速进动的场介质密增效应也可解释希格斯机制。

3 电子自旋,引发“引力场与引力波”

先澄清一个关键问题:电子能否自转?量子物理的某些学派认为,电子自旋不是自转,理由是如果电子自转,就会超光速的匪夷所思,而违背光速不变原理,则断言电子不能自转。

他们依据测不准公式△r·△L≥h/4π,其中,r是电子半径,L=m₀vr₀是电子自旋角动量。若按r₀=2.82fm,m₀=9.1×10⁻³¹kg,令△r₀=0.1r =2.82×10⁻¹⁶m,则电子自转速度:

△v≥h/(4πm₀(△r₀)²)...(4)

=6.63×10⁻³⁴÷(4π×9.1×10⁻³¹×2.82²×10⁻³²)

=7.4×10²⁶[m/s]≈2.47×10¹⁸c❗😱😱😱

他们还说,电子是没有体积的零维质点。可问题是:①我们真的能用原本用于测量误差的测不准公式来验证电子自转不存在吗?②电子与核子与中微子的自旋角动量数都一律是½[ћ]吗?③如果电子是零维质点,电子的质量密度、电荷密度,难道都是无穷大吗?

例如,电子基态v=αc,轨道半径R=0.1nm,若不知道v而求v,可令不确定度△R=0.1R,△p=m₀△v,则电子轨道速度不确定度为:

△v≥h/4πm₀△R...(5)

=6.63×10⁻³⁴÷(4π×9.1×10⁻³¹×0.1×10⁻¹⁰)

=6×10⁵[m/s]

实际上v=αc=2.2×10⁶[m/s],不确定度相对值△v/v=6×10⁵÷(2.2×10⁶)=27%还凑合😂😂。

式(4)涉及三个不确定度△r,△v,△r,不可套用只有两个不确定度的测不准公式。

而式(5)只有两个不确定度△R,△v。可见,所谓“电子不可自转”是不可靠的。

笔者认为,只要是实体包括电子与核子,其动力学行为,就一定适合牛顿第二定律。

根据粒子物理,电子质量m₀=0.51MeV/c²,还原为自旋势能

Ep=m₀c²...(6),

再还原为自旋向心力:

F=m₀c²/r₀...(7),

电子半径r₀=2.82fm。而电子半径又源于:

m₀c²/r₀=ke²/r₀²...(8)

式(6)(7)(8)表明:电子以光速自旋,与固有质量对应的固有自旋势能是:

Ep=0.51MeV。

继而,我们可以设定,电子是一个光速自旋的漩涡体,好比叶轮有凹斥凸吸。漩涡轴向有南北两极或磁偶极子,北极为凹南极为凸,两极负压差有真空场引力或所谓的强力,即:

F=m₀c²/R...(9)

式(9),既适合核外电子也适合核内电子,而原子内部电荷间的电磁力,既可理解为两电荷互相切割各自引力线(磁力线),也可理解为两个强力的叠加,由于同斥异吸弱化作用,有:

F₁×F₂=ξ₁(m₀c²)²/R²=ke²/R²...(10),

其中,ξ₁叫第一弱化系数,专指强相互作用因南北极之间同斥异吸而弱化为电相互作用,把式(10)简化处理为:

ξ₁(m₀c²)²=ke²...(11)

ξ₁=ke²/(m₀c²)²

=9×10⁹×2.56×10⁻³⁸÷(8.2×10⁻¹⁴)²

=3.43×10⁻³...(12)

式(11)可作为最基础的强力与电磁力的统一场方程,式(12)表明电互动是强互动的3.4%,与权威方面以其它复杂方式的结论基本吻合。

现在可以探讨引力场与引力波。

前文小结:电子自旋伴随的南北极,扰动了电子外空间,激发了真空场引力即强力,而两个电子强力的乘积或矩阵叠加且伴随弱化,就是两电荷间的电磁力。总之:电磁力源于强力。

无独有偶,万有引力同样源于电子强力的矩阵叠加并伴随同斥异吸的弱化效应。故有:

F₁×F₂=ξ₂(m₁c²)(m₂c²)/R²=Gm₁m₂/R²...(13),

式中,ξ₂叫第二弱化系数,专指强相互作用因南北极同斥异吸而弱化为万有引力相互作用。将式(13)简化处理为:

ξ₂(m₁c²)(m₂c²)=Gm₁m₂...(14),

ξ₂=G/c⁴

=6.67×10⁻¹¹÷(81×10³²)=8.23×10⁻⁴⁵...(15)

由于质量取决于核子,而核子质量可以折算为电子质量当量,如:质子质量m=1836m₀

规定:实体质量折算为电子质量当量即:

m=nm₀

对应势能

Ep=mc²=nm₀c²...(16)。

现在探讨引力波。

定义1:引力波是某个天体基于电子自旋激发真空介质的独立于电磁波的场效应。

定义2:根据电子湮灭方程,引力质量是惯性质量(m)因电子自旋对应的场质量(m'):m≡m'。

定义3:引力场质量=引力子密度(ρ)×场体积,场引力子质量=电子质量(m₀),引力子半径=引力子波长λ÷2π,有:

ρ=6m₀/π²λ³...(17)

根据定义1、定义2与定义3,有

m=ρV=(6m₀/π²λ³)(4π/3)R³=8m₀R³/πλ³,则

λ=2R·³√(m₀/πm)...(18)

≈1.32×10⁻¹⁰R·m⁻⅓

式(18)是天体引力波方程,表明:引力波的波长(λ),与引力场半径(R)成正比,与天体质量的立方根成反比。

例:求太阳引力波到地球的波长与场密度。太阳质量m=2×10³⁰kg,R=1.5亿km。解:

① 根据引力波方程(18),代入参数有:

λ=1.32×10⁻¹⁰R·m⁻⅓

=1.32×10⁻¹⁰×1.5×10¹¹×(2×10³⁰)-⅓

=1.57×10⁻⁹[m]=1.57nm。

② 根据引力场的密度方程(17)有:

ρ=6m₀/π²λ³

=6×9.1×10⁻³¹÷(3.14²×1.57³×10⁻²⁷)

=1.43×10⁻⁴[kg/m³]

4 电子旋进,引发“电磁场与电磁波”

如果可以说,电子自旋类比叶轮自转,因自旋负压差,就生产了强力、磁力、引力、引力场与引力波;

那么也可说,电子进动类比机翼飞行,因飞行负压差,就生产了电磁力、电磁场、电磁波,包括光波。

这里的旋进,也叫进动(procession)、绕核运动、轨道运动,位移运动、飘荡、震荡。

量子力学某些学派,不承认核外电子有绕轨运动,认为电子运动无轨迹,电子有分身术,电子不能自转,但能同时正反转。这是神逻辑。

电子绕核运动的向心力,是电子电荷与核电荷之间的库仑力提供,或者说,电荷之间的电势能,可以转换为电子动能,即:

½m₀v²=ke²/R=ξ₁(m₀c²)²...(19)

电子动能扰动了场介质,进而激发的电磁辐射能,这是激发电磁波的场效应方程:

½m₀v²=hc/λ...(20)

若外加电源提供给电子发生器以加速电压,就会转换为电子动能增量再转换为电磁辐射能增量,这是光电效应方程:

eU=½m₀△v²=h△f...(21)

只要有实体的运动,就会挤压真空场介质,进而激发电磁波。场介质就是电磁波的载体。

由于热辐射的本质就是电磁辐射,若热运动的粒子质量为m,则相当于有n=m/m个电子与粒子一同运动。

½mv²=1.5kT=(m/m₀)hc/λ...(22)

事实上,分子或原子的热运动,总要挤压或扰动空间场,既激发机械波,也激发电磁波。

划火柴,既听到摩擦声(机械波),也看到点燃的光(电磁波)。闪电雷鸣,既看到闪电(电磁波)也听到雷声(机械波)。咀嚼冰糖,既看到绿光,也听到咀嚼声。

5 负压差,引发“场的湍流与质增”

有自旋→就有南北极→进而有负压差→进而有场湍流→进而有质量增量,有这很好理解。

必须分别列出氢原子、中子与质子的内部结构参量,才好比较氢原子与中子的本质区别。

5.1 氢原子的质量方程

实体推进的动能(½mv²),扰动了真空场,就会产生场介质的质量增量 (m')。质量增量可用场效应方程 ½mv²=(m/m₀)hc/λ 推导,如下:

① 光子半径:r'=λ/2π=2hc/m₀v²

② 光子体积:V'=4.2r'³=4.2(2hc/m₀v²)³

③ 光子密度:ρ'=m₀/4.2r'³

④ 场的体积:V=4.2R'³,

⑤ 质量增量:m'=Vρ'=(R'³/r'³)m₀...(23)

氢原子的质量方程,是指:氢原子质量(m)=亚原子质量(e,p)+场质量增量(m'),即:

m=e(=m₀)+p(=1836m₀)+m'(=m₀R'/r'³)

m=(1837+R'³/r³)m₀...(24)

具体推导过程,详见下文5.4。

5.2 提出“场质量增量”的理由

理由1:根据F=GMm/R²,若引力不变,质量乘积(Mm)与场半径乘积(RR)成正比。

规定:实体惯性质量(m)与场引力质量(m')是对等关系,即:m=m',由此可计算场半径(R)。

理由2:大体积粒子如原子,质量增量可忽略。小体积粒子如核子,质量增量非常突出,由此可以等效解释希格斯机制。

5.3 氢原子的已知参量

① 电子绕核平均速度,也叫基态速度或主控速度:v=αc=2.2×10⁶m/s。

② 氢原子的经典半径,也是核外电子的平均轨道半径:R=5.29×10⁻¹¹m,

③ 用电子质量当量(nm₀)=亚原子质量(m)。质子质量=1836m₀,中子质量=1840m₀

5.4 氢原子的质增方程

这里的质增方程,特指氢原子的亚原子动能激发场效应所叠加的质量增量。

亚原子动能引起场的质量增量包括三部分:核外电子的、原子核的、核内电子的。

5.5 核外电子动能(Ek₁)的相关参量

电子轨道动能:Ek₁=½m₀v₁²=hc/λ₁,

电子质量增量:m'₁=m₀R'³/r'₁³,

电子轨道速度:v₁≈2200km/s,

激发光子波长:λ₁=2hc/m₀v₁²=19.8nm

激发光子半径:r'₁=λ₁/2π=0.315nm

5.6 核子震荡动能(Ek₂)的相关参量

核子震荡动能:Ek₂=½m₂v₂²=(m₂/m₀)hc/λ₂

核子质量增量:m'₂=m₀R'³/r'₂³,

核子震荡速度:v₂≈1.2km/s,

所激发的波长:λ₂=2hc/m₀v₂²=29[mm]

激发光子半径:r'₁=λ₁/2π=4.6[mm]

5.7 核内电子动能(Ek₃)的相关参量

核内电子轨道动能:½m₀c²=hc/λ₃,

核内电子质量增量:m'₃=m₀R'³/r'₃³,

核内电子震荡速度:v₃=c

所激发的光子波长:λ₃=2h/m₀c=4.85[pm]

所激发的光子半径:r'₃=λ₃/2π=0.39[pm]

5.8 氢原子内部亚原子叠加的质增方程

① 完整的质增方程:

m'=m'₁+m'₂+m'₃

=(1/r'₁³+1/r'₂³+1/r'₃³)R'³m₀.

m'≈m₀R'³/r'₃³...(24)

② 简化的质增方程(去掉上下标)

m'=m₀R³/r³...(25)

=9.11×10⁻³¹×(5.29×10⁻¹¹)³/(0.39×10⁻¹²)³

=2.3×10⁻²⁴[kg]=1.29×10⁶M=1290[G]

此值接近早期希格斯子质量H=1250G,可能:或氢原子半径R偏小,或质子半径r偏小。

希格斯子在‘希格斯场’中充当能量载体,其波动可以是波动的载力,可以是耦合粒子的能值,可以是超对称粒子的质能携带,希格斯质量场机制,是在极端粒子环境反应出时空粒子质量可测量的存在,需要对撞机发现,可开发未来新材料,如光量子计算机硬件芯制备。

5.9 调整氢原子的核子半径

如果实验结果所依据的理论没毛病,可对质增方程(25),令m'=m₀R³/r³=125GeV/c²,反求核外电子轨道半径(R)或质子半径(r),

若调整原子半径R:R=³√(244.6×10⁶)·r= 243pm,则有些离谱,只能调整质子半径:

r=R/³√(244.6×10⁶) =8.5fm...(26)

据称,质子实验半径为0.83~0.87fm,比笔者的理论值小10倍,原因是质子的定义不同。

看来,质子理论半径r=8.5费米,满足氢原子的经典半径53pm,也满足希格斯子质量125G。

5.10 调整核内电子适用的库仑定律

本以为,库仑定律既适合核外电子与核电荷间的互动,也适合核内电子与繆核间的互动,而且根据β衰变出的光电子速度为光速,推定核内电子的震荡速度也是光速,推算出质子理论半径为5.63费米:高能电子向心力来自核内电荷间的电磁力,有:½m₀c²=ke²/r,可求质子半径:r=2ke²/m₀c²=5.63费米。

但是,直接用库仑定律推导质子半径,导致所计算的希格斯子质量,过分高于实验质量。因此不妨赋予库仑定律修正系数k'。k'也叫质子的无量纲质增系数。可令R=8.5费米,则有:

½m₀c²=k'ke²/r=1.5ke²/r...(27)

根据中子衰变方程n→e+p+νe可以认为,中子内部的电子电荷与质子电荷之间的作用力,适合带质增系数的库仑定律:

核内库仑力≈弱核力:

F'=1.5ke²/r²...(28)

相应的电磁辐射能:

E'=1.5ke²/r=½m₀c²=hc/λ'...(29)

5.11 强弱电引的“统一场方程组”

以下截图可以总览基于笔者场效应理论的统一场方程组,本文前述已经做了适度解释。


简要解释这八个方程:

方程(1)是基于电子质量常数的当量方程;方程(2)是电子自旋真空场的强核力方程;方程(3)是强力对电磁力的统一场方程;方程(4)是强力对弱力的统一场方程;方程(5)是强力对引力的统一场方程;方程(6)是基于引力质量原理的引力波方程;方程(7)是基于电子随行速度的场效应方程;方程(8)是基于负压差原理的场质增方程。

这八个无算符、无矢径、无纤维丛的“三无方程”,可以见证笔者追求的大道至简。最后一个标题,迎刃而解,直奔主题。

6 场效应,解释“力的发生与传播”

电子,是实体最基本的唯一的基元粒子。电子运动激发场效应之质量方程之通式是:

实体质量(m)≡电子质量(nm₀)+场质增量(m')

即:m≡nm₀+m₀(R/r)³=(n+R³/r³)m₀...(30)

这个质量方程,是解释力的发生机制与传播机制的基本理念与操作要领。

6.1 力的发生机制

所有的力,诸如引力、电磁力、弱力、磁力、电力、分子力,乃至摩擦力、张力、应力、压力、热力、拉力、推力,都是电子自旋激发真空介质的场效应。简而言之:

电子光速自旋是力的第一动机,也是亚里士多德追求的第一推动力(the First Cause)。

6.2 力的传播机制

这里包括两方面:引力传播与电磁力传播。

引力的传播机制:

独立做光速自旋的电子基元,造就了固有的南北极与两极间的负压差。北极附近的正压强产生高密度场介质,南极附近的负压强产生低密度场介质,根据浓度扩散原理,电子附近的场介质就会产生急剧的翻卷或湍流,同时扰动临近的场介质。这就意味着,电子的自旋势能被空间场介质转换为引力辐射能。

电磁力的传播机制:

两个光速自旋的电子电荷,各自切割对方负压差激发的引力线或磁力线,产生电磁感应与洛伦兹力或库仑力或电磁力。引力线其实是引力场介质密度分布梯度的通俗表述。因此,电磁力通过电荷周围的场介质来传播。

结语

人们感觉的实体,似乎是硬邦邦的。但我们逐级解构到亚原子发现:核子内部只有电子;电子内部只有真空。实体是高密度空间或场介质。

人们直觉的空间,似乎是空荡荡的。但我们知道空间充满了不含亚原子的介质波,是震荡的场。真空不是真的空,而是震荡的真空场。

既然力或者叫能密梯度是存在的,就只能存在于空间,而空间充满了震荡的场介质;那么认为力通过场介质传播至少比超距论要靠谱。

Stop here。物理新视野与您共商物理前沿与中英双语有关的疑难问题。


物理新视野


力的作用,有两种不同的方式。其一,是物体之间的直接传递;其二,是物体之间的超距传播。

前一种情况,是两物体彼此的相互接触,因而不需要介质。比如,两个物体的直接碰撞💥。

而后者,则是非接触的。所以,两者之间的相互作用,是需要借助于第三方的介质来间接实现的。

比如,两艘同向行驶的轮船🚢,会受到海水🌊的挤压,表现为相互的吸引。

比如,由于机翼的上下不对称,当飞机✈️快速运动时,会由空气产生升力,表现为向上的吸引力🧲。其本质是,作为介质的气体分子,对飞机上下不对称的碰撞。

在自然界中,真正的超距作用是不存在的。因为,我们实在是无法想象,两个互不接触的物体,是如何发生相互作用的。

因此,两个非接触的物体如果具有相互作用的话,一定是借助于第三者间接实现的,其本质仍然是直接接触的相互作用。只不过从受力的双方看来,它们之间的作用力是超距的。

所谓第三方,在通常的情况下,是指两物体存在的物理背景。这一物理背景的本质,是由离散的粒子构成的物理空间。作为介质,不同的粒子,构成不同的空间,它们对物体的影响是不同的。

比如,由水分子组成水,其会对鱼🐟的游动产生影响。当鲸鱼🐳拍打水面时,水的波动会对附近的小鱼产生极大的震动。

比如,当火车🚞疾驶而过时,站在旁边的人会感受到风的影响。如站在较远时,会被火车吹开;而站在较近时,又有被火车吸入的风险。

由于我们的宇宙仅只是自然界的一部分,是一个相对独立的封闭系统。所以,对于我们的宇宙来说,一定存在着不可再分的最小粒子,并由该粒子构成了宇宙最为基本的物理背景,即存在着由普朗克常数h定义的量子构成的量子空间。

因此,任何物体的存在及其运动,都会受到量子空间的影响,都取决于空间量子对该物体碰撞的集合。

根据宇宙的背景辐射温度绝对温度2.7k,我们可以计算出每个空间量子的能量;根据强相互作用是借助于量子空间在其量子间距附近的密度急剧变化而产生的,可以推断空间量子的间距近似地等于原子核的最小半径,约为10-14厘米。

由此,我们可以计算出量子空间的密度,即每立方厘米约含有10的40次方个空间量子。用这一密度乘以单个量子的能量,就得到了每立方厘米所含有的空间能量,大约相当于80公斤的质量。

这是一个非常巨大的能量,只要其中空间的量子具有一定的不对称碰撞,就会对存在于其中的物体产生明显的影响,从而改变该物体的运动状态。

比如,每个物体都是由粒子高速运动所形成的封闭体系,都会对量子空间产生热的辐射☢️,从而使其附近的量子空间形成热的梯度分布。

于是,当两个物体相近时,它们之间的量子空间就会形成热的梯度分布叠加,从而使两物体之间的空间量子具有较高的能量。而能量越高的量子,穿过物体的概率就越大。

所以,两个物体的存在,会引起量子空间的对称性破缺,使空间量子对两物体的碰撞是不对称的。由此产生的空间压力差,就是我们熟知的万有引力。

所以,万有引力的本质,是空间量子的不对称碰撞。如果用数学的语言来表达,就是空间的几何弯曲。其实质是,由于物质的存在,导致空间量子的能量是不一样的。

总之,在我们的宇宙中,存在着由最小粒子构成的物理背景;而物质的存在,会引起量子空间的不对称分布。

于是,当两个物体相近时,会感受到空间量子的挤压,形成万有引力。所以,不同物体之间的万有引力,是借助于作为介质的空间量子来实现的。


淡漠乾坤


(给题主纠正一下,力是传递,而不是传播。)

力的传递不需要介质,力的传递需要场。

力是物体间的相互作用。物质的特定属性产生相应的场,场对物质的特定属性产生力的作用。

这种特定属性暂时称之为荷量,暂时用Q表示吧,用Φ表示场,则力

F=QΦ

荷量如质量m、电荷Q、电流I;场如引力场、电场E、磁场B、弱力场、强力场。

相应的荷量与相应的场遵循正交归一性

∫ψ′(k)ψ(l)dτ=δ(k,l)=1或0

(当k=l时为1;当k≠l时为0)

这就是量子力学理论里的正交归一性的真正的正确的物理意义(量子力学理论没有搞清楚正交归一性的物理意义),物理意义是:广义场只有与其相应的广义量(对应于荷量)才产生能量的作用,也可以表述为:场只有与其相应的荷量才产生力的作用

场必须由物质相应的荷量才能屏蔽。如导体能屏蔽电场,铁磁性材料能屏蔽磁场,导体能屏蔽电磁波。但要屏蔽引力场,那就只有在相反方向放置一个同等质量的大物体才能够屏蔽它,就是另外一个引力抵消它。

场有静场和动场之分。

静场由物质的荷量产生,有物质存在就有场存在,自古就产生了,如静电场、静磁场、静引力场,分布到无穷远,遵循距离平方反比律,即库仑定律。如静电场:

E=k.Q/r²

动场由运动物质产生,并可独立于物质存在,通常以波动的形式存在,如电磁波,并携带能量:

W=½M∫|Φ|²dτ

在约束态中(即非自由空间中),场的波动因边界反射而形成驻波,其一个波包(半波长)的能量就是一个能量子,称为量子,其能量单元为:

E=hν

弱力场和强力场约束于原子核内,力程极短,强度关系不得而知(我没有能力研究)。

场的变化不是瞬时性的,而是需要时间的,有速度限制,最快是真空中传播的电磁波,速度为

c=3.0×10⁸m/s

宏观物体之间的力是由电场或磁场传递的,其最大速度就是c。

物质、力、场、能量之间的关系见图。

宇宙中星体之间的万有引力是由引力场传递的。


袁灿伦


力的传递方式以我们能看见的接触传递为主,例如,我们用力提起一桶水,手必须接触并握紧桶的提梁,方能用力提起;还有一种力的传递方式,在人眼看来,是隔空传递作用力的,例如,磁铁吸引离它有一定空间距离的铁钉,地球吸引树上脱蒂的苹果。科学家把这种在人眼看来,隔着空间的作用力,叫做磁场力和万有引力场力。前面人提水的直接接触施力,人人都能理解,后面两种隔着空间施力现象,的确让人费思量。电磁力和万有引力,为什么能在不接触铁钉和苹果的情况下,把吸引力传递给它们呢?这里面要认识的关键是什么是“场”。有一个力的产生,可以类比力场,就是风力。大家知道,风力是空气流动产生的,人眼根本没有看到空气流动,而我们迎着大风,明显感觉到风对我们产生了推力,我们从科学原理和风吹动了其它物体(树叶树枝的摆动、白云的流动等),判断有风力作用存在。地球上看不见的空气可以在空间对其它物体施风力,电磁力和引力所在的场空间,也应具有类似风力作用的不可见微观物质,电磁场、电磁旋涡的产生,就是人眼不能直接看见的微观物质在作螺旋圆周运动,某个电磁物质的磁场半径,就是粒子物质在它内部和外部形成的哪个螺旋旋涡半径,即电磁力能吸引铁钉的最大力场范围。引力是宏观力,但是,它产生的原理,与电磁力应该没有本质区别。星系和星球本来就产生于星云的螺旋旋涡里,尽管后来星球清空了自己轨道附近的星云物质,各行星甚至从当初星云的螺旋同步自转,形成了各自不同公转同期的较差运转,但是,对于以星球为中心天体的整个星系来说,并没有失去当初的螺旋向心力,各层次星系空间,仍有螺旋向心同步作用力存在,虽然这些外层星系空间没有可见明物质,也没有空气,微观物质还是无处不在的,流星体、小行星、粒子射线等等其它人眼不可见介质,仍在星系间运动,每一个星球,都还是一个螺旋体系,太阳系是这样的体系,地月系也是这样的螺旋体系,风可以直线传递力,也可以螺旋旋涡传递力,引力场和电磁场,为什么不可以象风力的传递一样,把力传给铁钉和苹果呢?外层空间肯定也是物质的,就如我们看不见空气这个隔空作用力一样,看不见,并不等于没有物质在哪儿起作用,为什么我们只相信看不见的空气流动产生的风力,而不相信微观物质的螺旋旋涡运动,也能产生同样的空间作用力呢?


长眉1958


物体之间直接传递的力并不需要介质,比如说你直接推动一个物体,物体感受到你的力会运动,这种力就不需要介质。

除了这种力,还有我们所说的大自然四种基本作用力:强力,弱力,电磁力和引力。按照目前的科学诠释,强力弱力和电磁力的传播都需要介质,比如说电磁力的传统就需要光子,光子就是电磁力的传播子。而强力和弱力的传播子分别是胶子和玻色子。

在牛顿的万有引力理论对引力的诠释比较简单,万有引力认为引力是瞬间传递的,不需要时间,也不需要介质。

而爱因斯坦广义相对论诠释了引力的本质:时空弯曲,指出引力其实并不存在,它只是时空弯曲的表现形式罢了,是一种表象。物体只是沿着弯曲时空结构的测地线在运动,看上去就是引力的作用。

广义相对论从宏观上对引力本质做了很好的诠释,不过标准粒子模型试图在微观领域诠释引力本质,比如说引力子概念,物理学家们假设引力子就是引力的传播子,这样标准粒子模型就更加完美了,四大基本作用力也能够得到统一。

不过假设的引力子直到目前也没有找到,而目前普遍的认知是广义相对论时空弯曲对引力本质的诠释!


宇宙探索


力的作用是不需要介质的。物理书中对力的定义是:物体之间的相互作用,就是力。比如重力,摩擦力,电磁力,水分浮力等。

宇宙中的万有引力怎么来的,我们来看牛顿万有引力公式:

两个物体之间的引力和两个物体质量和距离平方有关。物体质量越大,距离越小,引力越大。G是引力常数。

从公式中可以看出,引力是不需要介质。

引力的本质,用经典力学,也就是牛顿力学是无法解释的,牛顿解释是:万有引力是物体固有的属性,有重量的物体都会存在,并且当时认为万有引力是超距的,可以在瞬间传递到无限远的地方,不需要作用时间但是,这个解释并不是引力的本质。

爱因斯坦解释了引力的本质:1915年,爱因斯坦在他的广义相对论中对万有引力本质做出了解释,认为万有引力并不真实存在,引力只是一种假象,它的本质是质量会对周围时空造成扭曲。


海客谈科学


看怎么定义介质了。我们常见的物质算是一种介质,但时空本身也是介质啊。像题主说的网友引力靠的就是时空这个介质来传播的。


<strong>四个基本力看似都不需要实际的物质作为介质,但实际上力的传播都需要介质,我们逐一来探讨下吧?


机械力

机械力不同于四个自然基本力:电磁力、强核力、弱核力和重力。机械力的一个例子是有人推门,人的手直接与门接触并对其施加力。机械力可以通过空气传播,因为空气这种物质充当了媒介。

貌似机械力必须要靠物质作为介质才能传递。

实际上,机械力就是电磁力

电磁力却似乎不需要任何物质介质即可传播。例如,在静电学中,库仑定律确定了在不接触物质的情况下远距离作用的可能性。


机械力实际上就是电磁力的结果,例如,当你推门时它会打开,或者拉动绳索就可以提起绑在末端的重物。当一个物体撞向另一个物体时,两个物体表面的电子会相互排斥并推开,这就是为什么你的手不会穿过门的原因。

上图:原子结构实际上是电磁力的作品,也是机械力的基础。


物体内的原子之间的力的作用实际上都最终落到原子核内的质子和电子之间以及不同原子的电子之间以及质子之间的电磁力作用,电磁力一方面将原子核与电子捆绑在了一起,使得不同的原子可以相互汇聚到一起,而另一方面原子的电子与其它原子的电子之间以及质子与其它原子的质子的排斥力也防止了原子相互之间靠得太近,这就赋予了物质以弹性和硬度。而这两种特征都是机械力的基础,如果没有硬度和弹性物质就会相互穿过而不发生任何力的交互,或者物质受力就会分散开来。

上图:电磁力构造了宏观的物质


其他形式的机械力,例如空气阻力和摩擦力、热力的传播也都源于电磁力:

  • 空气阻力来自物体中的分子/原子,是空气分子在物体运动方向的反方向上撞击物体分子产生的效应。

  • 摩擦力则来自两个互相紧靠的滑动表面中的原子,并将它们的线性动能转化为原子的振动能量即“热”。

  • 热力,实际上就是宏观物质微观的机械力。

上图:原子力显微镜就是依靠电磁力产生的机械振动来探测微观世界的。


把力换成波也是一样的。

机械波和电磁波是在我们周围世界中传输能量的两种重要方式。

水波和空气声波是机械波的两个示例。机械波是由物质(无论是固体、气体、液体还是等离子)的扰动或振动引起的。波传播通过的物质称为介质。水波是由液体的振动形成的,声波是由气体(空气)的振动形成的。这些机械波通过使分子相互碰撞而在介质中传播,就像倒下的多米诺骨牌将能量从一个传递到另一个一样。声波不能在空间真空中传播,因为没有介质可以传播这些机械波。

上图:构成物质的电磁力,通过光子来交互。


变化的磁场将感应产生变化的电场,反之亦然-两者相互关联。电磁波就是变化的电磁场所形成。

电磁波与机械波的不同之处在于,它们不需要介质即可传播。这意味着电磁波不仅可以传播通过空气和固体材料,而且还可以传播通过空间的真空。


但关键的一点请注意:依赖介质传播的机械波,实际上是依赖于介质之间的电磁力的相互作用,而并不依赖于这些介质的质量。所以机械波依赖的介质实际上是电磁作用,而非物质最基本的质量特征。



电磁力的传播不需要介质?

如果你把介质认为是某种“物质”,那么电磁力确实不需要物质作为介质。

但如果介质的含义不限于物质的话,那么电磁力也是需要介质的,那就是时空。电磁力必须在时空当中传播,电磁力传播的速度不能超过光速,这基本上说明了电磁力的传播受到时空特征的约束(或许在另一个时空当中,电磁力传播的速度可以超过光速,但在我们这个时空不行),这说明了电磁力不是独立于我们的时空而发挥作用的。(反观纠缠效应,似乎可能有破解某种不依赖我们时空的结构特征的现象存在)。

上图:电磁波在时空中穿梭,实际上就是电磁力的传播形式。光子是电磁力的介导量子。


强力的传播的介质实际上是胶子

夸克有3种颜色(我们将其记为“色荷”,因为它们具有与普通颜色相似的属性,但这仅是种概念借用),例如红色、蓝色和绿色。而胶子有八“对”颜色的组合,即正反两对三原色所有可能的两两组合(九种)减去“白色”。例如:通过释放例如红色-反绿色胶子,红色夸克可以变成绿色。胶子携带能量和动量,并被绿色的夸克吸收,使其变成红色。因此,夸克根据其颜色交换能量和动量,这种能量和动量的交换过程就被我们观察为“强力”。而胶子是有质量的(但没有静质量),而且还不少。

所以,对于原子核内的现实来看看,强力的传递确实存在着明显的“介质”。

上图:胶子的八种“Style"


引力的传播不需要介质?

同样,引力被广义相对论解释为时空的几何扭曲。因此,广义相对论十分明确地指出了引力的传播介质就是时空本身。所以与电磁力类似,引力似乎也依赖于时空来传播。如果没有时空,也就不会有引力。

另外顺便说一下,希格斯玻色子并不是引力的传播媒介。

希格斯玻色子跟引力没有直接关系,它是引起质量的作用场。希格斯玻色子是一个在整个时空中都普遍存在的场,而希格斯玻色子与粒子相互作用的地方质量非零。


犹如电场是电荷产生的,引力场是由质量产生的,而其介导粒子则是“ 引力子 ”。

上图:非常直观,引力的介质就是时空本身。




总结

粒子物理学的基本结果之一是,力不是远距离的怪异动作,而是由粒子介导的,也就是说力的传播都是需要介质的,只是这种介质并不一定是我们日常所谓的“物质”,而是物理学基础意义上的物质,也就是与力有关的场的量子,诸如:

  • 光子是电磁力的介导量子

  • Z子和W+,W-玻色子是弱力的介导量子

  • 引力子是引力的介导量子

  • 声子是机械力的介导量子

……

一切力都有其介导的量子。

上图:轻子和夸克,以及各种基本力的介导量子。


小宇堂


力的传播,必须要有介质参与其中才行。万有引力的隔空传播介质就是磁力线中的电子所组成的电子线。

世界是物质的,物质是运动的,运动是由物质的异性相吸和同性相斥力作用所促成的,物质之间的作用力传播,必须是在物质相互亲密接触的情况下才能发生。所以力的传播需要介质。

无论是吸引力传播,还是排斥力传播。它们都以两种方式进行传播。一种是接触式直接传播方式。比如两个物体直接发生碰撞;第二种是借助介质的间接传播方式

介质是指能够让一个物体的力传播给另一个物体的中介物质。

介质多种多样。比如电子、水和空气等都能成为力的传递介质。但无论是那一种介质,它们都一样是物质。我们常见的介质有以下几种。

——空气运动的介质是“温度”

温度是微观粒子、特别是最常见的高速运动电子对其他物体的撞击力作用的表现。微观粒子的高速运动,势必撞击气体分子,分子被撞而出现分解膨胀并产生排斥性压力,同时气体向着其他低温空间移动。当处于膨胀中的气体分子遇上低温气体分子时,因为低温气体分子的吸能,本来处于膨胀的气体碰到低温气体就会发生收缩,这又导致冷空气流向热空气的空间区域,由此造成空气流动。假如没有电子运动产生温度,在自然界,气体分子是不会出现流动的。因此,微观粒子或电子就是空气运动的介质。

——声音传播的介质是气体分子

空气经过发音器扰动,导致气体分子间因受到互相挤压而震动,震动是物体的运动力,因为气体具有柔性,所以震动力(声波)会在空气中得到传播 。

——电磁力作用的介质是磁力线

我们知道,不存在磁场磁力线的物体是不能相互发生排斥或吸引力作用的。之所以磁铁之间能够发生力的相互作用,那是磁场磁力线之间的异性相吸力或同性相斥力作用的结果。磁力线是由电子组成的实体线。电子在受到磁场电荷趋势力的影响下,又在高密度磁力线的相互挤压衬托和异性极之间的趋势力作用下,在磁体外围构成了密集的电子线回路。我们所看到的电生磁(电动机)和磁生电(发电机)就是借助看不见的磁力线这个介质来实现推动力转换的。

——万有引力的介质是磁力线(电子线)

万有引力能够让两个物体远距离“隔空”吸引对方,这就表明这两个物体之间一定存在着某种介质。那么,我们所熟悉的地球和太阳之间能有什么东西能成为它们之间的介质呢?我们知道,在太空中存在着高速穿梭期间的微观粒子。那么,这些微观粒子,它们对于地球或太阳能不能产生拉扯力作用呢?回答是否定的。因为处于高速运动的微观粒子不仅是断断续续的,并且还是零零碎碎的。不仅如此,它们还在连续发生着不确定方向的自转。自转意味着微观粒子之间不可能发生异性相吸力作用,因为不确定方向的自转电子,它们的极性在不断发生着变换,电子对其他物体的吸引力和排斥力相互抵消。这样,也就排除了微观粒子成为地球和太阳之间的引力介质之可能了。

那么,爱因斯坦不是说过,引力是时空弯曲造成的吗?至于物质与空间的相互作用关系,他本人并没有讲明白。没有讲明白这就对了。因为物质与空间是根本不能产生相互作用的。

经过上面的去伪存真,地球和太阳之间产生吸引力的介质不就只剩下电子线了。

为什么说电子线是引力的介质呢?因为电子线在空间中是能够让两个“远隔重洋”的物体来“隔空”产生异性相吸力作用的。这个现象,我们已经从磁铁产生的磁力线及其相互作用中知道了

。其次,电子线是电荷(电子)连接而成的线。并且具有统一方向并串联起来的电荷随质量大小而构成相应大小的磁场范围。即便地球没有磁场电子线,仅仅凭着太阳上的电子线,也能紧紧抓住地球不放。所以地球和太阳之间虽然远隔近1.5亿千米之远。却依然保持着不分不离的“恋情”关系。

说到这里,也许你会问:为什么磁铁磁力线不与其他物体产生引力作用呢?关于磁铁不吸引其他物体,其原因应该有二:一是其他物体质量电荷极性方向处于无规则状态,电荷极性力已自我抵消。所以磁铁无法与非磁体物产生异性相吸或同性相斥力作用。至于磁铁为什么能吸铁,这是因为铁原子极性排列(晶格)相对其他物体更具特殊规则(猜想);二是磁体本身因磁体外围磁力线的存在而趋势力得到了平衡,它已经没有多余的电荷力来施加作用于其他物体之上了。所以,磁铁与其他物体不产生引力作用。

综上所述,万有引力需要电荷力才能实现。大凡两个物体“隔空”产生引力作用,则必定要有介质参与其中。两个物体之间的远距离作用介质,就是电子按照异性相吸所排列成的一根根线。电子线在空间接触处产生异性相吸力,使得两个物体得以成为一个间接统一体。

我们所需要值得注意的是:任何物质之间,假如不发生直接或“间接”接触,那么力是无法得到传播的。


海门老冯


1、世上没有力,只有能量转移(转化)产生的形变、位移的现象。2、能量、物质、信息是一个密不可分的整体。世上没有脱离物质、信息的绝对能量;没有脱离能量、信息的绝对物质;没有脱离能量、物质的绝对信息。

万有引力靠什么传播的呢?物质。什么物质呢?肯定不是实存在物质,因为实存在物质的速度巅峰是光速。而光速明显作用不到如此大的动则以光年计算距离的宇宙星系。基于此,我们必须找到另一种可以跨越光速的物质,用来传递引力这种特殊的能量转移(作用)形式。放在过去我们一定无法回答这个问题,而阴阳物质理论的出现,很轻松的就可以回答引力靠什么传播的。

宇宙是物质的,物质分为阳性物质和阴性物质。阳性物质是实存在,呈显性状态,用肉眼或借助仪器可以看到,占有空间;存在方式是粒子或粒子组合态,无论怎么分解或分割,都仍然是粒子态;运行的速度上限是光速(这就是科学家所谓的光速不可超越)。阴性物质是虚存在,呈隐性征状,借助仪器都看不到,充满空间,但不占有空间;存在方式是波或波群;运行速度下限是光速。

速度的差异是阴阳两大类物质的重要区别,光速则是两大类物质的临界点。能把握住这个临界点,就能把握阴阳的转化。

引力是靠什么传播的?物质。什么物质?阴性物质。宇宙中充满阴性物质,阴性物质以其高于阳性物质的能量掌控着宇宙星系的运行。


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