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相对论和牛顿定律都无法解释的引力,它到底来源于哪?

引力是人类已知最早的相互作用之一。1687年,牛顿在《自然哲学的数学原理》一书中提出了这个概念。

迄今为止,关于引力如何产生的问题,在这之前有牛顿和爱因斯坦他们二人的理论。牛顿的万有引力理论认为物质的引力来源于物质的质量,引力是有质量的物质固有的属性;而爱因斯坦的相对论则认为引力来源于有质量的物体引起的周围空间的弯曲,这时的空间弯曲就是空间凹陷或塌陷的意思。但是上述二人的引力理论其实都不能真正解释引力,都不能说明引力的本质和引力到底如何产生。引力的本质和引力到底如何产生至今还是一个谜。

相对论和牛顿定律都无法解释的引力,它到底来源于哪?

目前,人类已知的所有粒子都有质量,甚至被称为“宇宙幽灵”的中微子,其质量都是在前几年测量的。所以,可以说引力可以和所有的基本粒子相互作用。

正是引力的这种特性启发了苏格兰理论物理学家希格斯玻色子假设质量的来源是真空波动。

希格斯的想法是在20世纪80年代提出的。人们已经扩展了这个理论,甚至在理论上预言了希格斯粒子,一种可以产生任何粒子质量的粒子。在2012年这种上帝粒子(希格斯玻色子)首次被观测到。前年发现希格斯玻色子后,完全的证实了Standard Model标准模型。这个模型概括解释了强核力、弱核力和电磁力的基本组成和所有物质的基本粒子。这也算是20世纪到21世纪物理界最大的成果。不过,目前还没能把引力一起统一解释。所以还需要更上一层的万有理论,来把这四力都统一了,才能知道引力到底这如何产生的。

相对论和牛顿定律都无法解释的引力,它到底来源于哪?

从笛卡尔到牛顿再到爱因斯坦,直到今天,引力的本质已经成为物理天空中最大的雾。而我们熟悉的量子力学和广义相对论是最有可能解释万有理论的。两个理论虽然都有潜力在未来达成万有理论,不过以目前的定义,是不可能两者皆对的。量子引力是量子力学试着解释引力,以及想办法结合广义相对论的一个理论。其中一个概念是graviton引力子,是一个假设的基本粒子。如果引力子真的存在,它不会有质量或电荷,并且是引力的产生源。不过这个假设理论,虽然可以完美的解释引力来源以及完成万有理论,还是有非常大的实验证实问题的。可以说基本上不可能测到。

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另外,说到万有理论,不可能不提到弦理论。因为它是目前最被看好的,或许可以最终达到万有理论境界的理论。而且,弦理论给出了量子力学和广义相对论结合的可能性。弦理论有非常多的子理论,弦理论认为宇宙刚开始的时候,宇宙四力都是一个统一的基本力。所有的粒子在最最小的微观大小里:普朗克长度,都有不同在振动的弦。根据这些弦不同的振动,而产生了不同的粒子的质量以及相互作用。

相对论和牛顿定律都无法解释的引力,它到底来源于哪?

其它试着解释引力来源,以及想成为万有理论的假设和理论实在是多的数不过来。很多都有部分交叠的概念,而有些却有互相有矛盾的假设。到底那个理论才可以最终升华到万有理论的地位,至少目前没有人能证实出来。

引力似乎是一个由谜题组成的神奇盒子。打开外面的大盒子,发现里面有几个小盒子。打开一个小盒子,发现里面的小盒子是无限的。

地心引力的本质已经成为人类智力的最大挑战。游戏由笛卡儿和牛顿开始,表演还在继续,永远看不到尽头。