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引电统一理论

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简介
引电统一理论是在2014年,物理理论学家赵宁(1986~)在量子场论的基础上提出的,理论指出宇宙空间并不是空无一物的,宇宙中被场物质所充斥,基本粒子则成为了这些连续力场中的量子,或者说它们是这些连续力场中的波包,空间场的副产物。在这些副产物中也包括传递力的粒子,引力子和虚光子正是空间场作用的副产物,由于场强的变化它们被制造出来。
引力子和虚光子都是空间场激荡的副产物,它们虽是不同的两种传递力的粒子,但是有一点,当空间场高速运动起来时,这两种辐射效应会同时在大距离上发生,以至于我们无法分清那种是引力辐射,那种是电磁辐射,这两种辐射在高能量损耗的运动下,我们发现不了它们的本质差别,它们是统一的。而要做到一点,只有回到宇宙大爆炸的时期。引力和电磁力统一了起来的理论,称为引电统一理论。
引电统一理论看上去还不够完美,在传递力的粒子引力子和虚光子方面,这两个粒子的矛盾是无法统一的。好在有量子场论克服这种矛盾,量子场论已经把它们降到了副产物的位置,它们只是伴随着空间场的激荡作为一种特殊的能量波包出现。如果假设它们不存在,空间场仍然会发生激荡,仍然会有辐射波,它们的存在地位似乎是可有可无的。而事实上,目前这两种传递力的粒子只是一种理论上的产物,我们一直没有探测到它们,也无法通过实验捕捉到它们存在的迹象,如果它们真的不存在,那么引电统一理论就太完美了。
正文
大统一理论旨在把自然界的四种基本相互作用力统一起来,它们分别是引力,电磁力,强力和弱力。
这四种基本相互作用力在强度以及作用范围上都有着巨大的区别,尽管如此,人们还是想方设法的去统一它们。因为,人们始终相信这四种相互作用力是各种不同自然条件下的表现。
对于寻找大统一理论的意义是十分重大的,四种基本作用力塑造了一个复杂的运动的宇宙,宇宙中的一切变速运动现象都和力有关,如果在寻求大统一理论上获得了成功,那么就可以用它来描述自然界的一切现象和现象背后的规律。
在寻求大统一的道路上,有一些科学家认为这是一种徒劳,选择了放弃,也有一些科学家选择了坚持。目前为止,自然界的三种基本相互作用力都成功的获得了统一,唯独引力还没有纳入统一的圈子中。
我们知道电磁力是由质量为零的虚光子传递的,是一种长程力,而弱核力是由具有100Gev的质量的中间玻色子传递的,因为它具有质量,因此不可能在大距离产生交换效应,是一种短程力,但是当玻色子的能量远远超过100Gev时,其质量趋近于零,它的行为变得与光子非常的相似,这一特性可以很好的把弱核力和电磁力两种自然力统一起来,称为电弱统一作用。
对于强核力,随着时间的推移,人们认识的不断进展,人们在强子的内部发现了夸克,并发展出一套夸克理论,人们假设在夸克之间存在一种力,这种力虽然还没有与弱电力统一起来,但其表面的作用现象非常类似,科学家把实现这种统一的理论称为量子色动力学。
现在回头看看引力,1912年,阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein)发表了用几何语言描述重力场的论文,他指出引力不过是时空弯曲产生的一种直观效应,由于大质量的物体压在时空上,使得时空发生形变,就像一个大铁球压在弹簧床上,会自然而然的陷一个坑那样,当小质量的物体经过这个坑时,会产生趋近于大质量物体的运动,这种有运动趋近的趋势就是引力。
引力不过是弯曲的时空造成的,因此要想把引力和其它三种自然作用力统一起来,就必须从关于时空的量子场论入手,我们只需要把引力和电磁力统一起来,只要能把引力和电磁力统一起来,那么大统一理论的工作就完成了。
引力和电磁力两种力都属于长程力,它们之间有很多相似的地方。比如,两种作用力的方程表达式,它们的作用力的大小都是随着空间间距的拉大呈现出间距平方的反比关系,这是它们在空间伸缩上力的变化的相似性,这一点对于大家都不陌生;引力是靠引力子来传递的,电磁力是靠虚光子来传递的,引力子和虚光子都是零质量的粒子,因此它们的传播速度都是光速的,这是它们第二个相同之处。
从某种意义上来说,这两种相似的特性更加增强了引力和电磁力之间搭建统一之桥的可能性。
根据量子场论,宇宙空间并不是空无一物的,宇宙中被场物质所充斥,基本粒子则成为了这些连续力场中的量子,或者说它们是这些连续力场中的波包,空间场的副产物。在这些副产物中也包括传递力的粒子,引力子和虚光子正是空间场的副产物,由于场强的变化它们被制造出来。
先拿引力子来说,一个大质量的物体使时空弯曲制造了引力场,当这个大质量的物体发生旋转和振动,都会使引力场发生扰动,激发出引力辐射,正式这种辐射场产生了引力子。虚光子也是一样,运动的电荷同样有电磁辐射发生,这也是一种空间场辐射。
引力子和虚光子都是空间场激荡的副产物,它们虽是不同的两种传递力的粒子,但是有一点,当空间场高速运动起来时,这两种辐射效应会同时在大距离上发生,我们无法分清那种是引力辐射,那种是电磁辐射,这两种辐射在高能量损耗的运动下,没有本质的差别,它们是统一的。而要做到这一点,只有回到大爆炸时期。就这样,引力和电磁力统一了起来,这种统一称为引电统一理论。
引电统一理论看上去还不够完美,在传递力的粒子引力子和虚光子方面,这两个粒子是无法统一的。好在有量子场论,量子场论已经把它们降到了副产物的位置,它们只是伴随着空间场的激荡作为一种特殊的能量波包出现。如果假设它们不存在,空间场仍然会发生激荡,仍然会有辐射波,它们的存在地位似乎是可有可无的。而事实上,目前这两种传递力的粒子只是一种理论中的产物,我们一直没有探测到它们的存在,如果它们真的不存在,那么引电统一理论就太完美了。
四种基本的自然作用力得到了大统一,而要实现它们就必须回到高能时代,大爆炸的那个时代。在大统一理论下,自然力变得单一起来,这个单一的力是无法成就出一个美丽的,动态的,错综复杂的宇宙,我们还是让它们从统一的理论中分化出来,这样感觉会好些。
大统一理论的成功并不是没有一点意义,它让我们明白了大自然的一切都是统一的。


1楼2014-02-25 19:53回复
    希望发表看法。


    2楼2014-02-25 19:54
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      只看到物理史加一堆废话
      有你原创的内容?


      IP属地:上海3楼2014-02-25 19:58
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