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引力波和萬有引力衝突嗎?有什麼關係?

導讀:網易問引力波和萬有引力衝突嗎?有什麼關係? 我們來看看回答。

1、引力波和萬有引力是引力理論發展的兩個階段。 本身談不上什麼衝突。

萬有引力是牛頓牛爵爺在1687年發表的《自然哲學的數學原理》中提出的一種普適理論。 總的來說這一理論是一種基於實驗觀測的簡單(但是深刻)的總結。

它的主要內容是任意兩個帶有品質的物體都會有相互吸引的作用, 且這個吸引力的大小與兩物體品質的乘積成正比, 與兩物體距離的平方成反比。 與兩物體的化學本質或物理狀態以及仲介物質無關。

這一個簡單但普適的定律使得人們認識到不管是天上的行星還是地上的蘋果都遵從著同一套物理定律。 將人類對世界的認知極大地往前推了一步。

再來說引力波, 引力波是1915年提出的廣義相對論的直接推論, 最早是由愛因斯坦本人與1916年推導出來。 這個理論一方面是為了糾正萬有引力定律的一些微小誤差。 另一方面它本身也是一個具有十足數學美的理論。 他的內容主要是說有品質的物體會把周圍的時空彎曲掉, 其它物體通過這種彎曲的時空的時候就會表現出一種好像被吸引了的作用。 而當物體不斷震動的時候, 時空也會被激起不斷波動。 這就是引力波。

由於引力波彎曲的時空是一個時間軸和三個空間軸,

總共四個維度。 這使得人們很難直觀想像出一個四維的彎曲時空是什麼樣子的。 於是很多教程會借用一個飄在宇宙中的彎曲薄膜來類比彎曲的時空, 這個薄膜其實並不是真實的, 只不是是一種類比方式。 所以也就談不上什麼不可凹陷的平面。 物質彎曲的是時空本身, 而我們這個宇宙並不存在不可彎曲的時空。

2、先來看看什麼是引力波, 引力又是如何被發現的。 先來看看下面這張關於引力波的圖片說明。

通過圖片我們知道了, 引力波是一中時空漣漪。 通過波的形式從輻射源向外傳播, 這種波以引力輻射的形式傳輸能量。 在1916年 , 愛因斯坦基於廣義相對論預言了引力波的存在。 引力波的存在是廣義相對論洛倫茲不變性的結果,

因為它引入了相互作用的傳播速度有限的概念, 即光速。

相比之下, 引力波不能夠存在於牛頓的經典引力理論當中, 因為牛頓的經典理論假設物質的相互作用傳播是速度無限的。

在2016年2月11日, LIGO科學合作組織和Virgo合作團隊宣佈他們已經利用高級LIGO探測器, 已經首次探測到了來自於雙黑洞合併的引力波信號。

2016年6月16日淩晨, LIGO合作組宣佈:2015年12月26日03:38:53 (UTC), 位於美國漢福德區和路易斯安那州的利文斯頓的兩台引力波探測器同時探測到了一個引力波信號;這是繼 LIGO 2015年9月14日探測到首個引力波信號之後, 人類探測到的第二個引力波信號。 [2]

為了詳細讓大家瞭解後面要給大家講述的理論, 就有必要對引力波的具體探測工作有瞭解。

我們以上圖中劉博洋博士的論述來作文字展示。

兩個品質分別是26和39太陽品質的恒星級黑洞。 互相旋轉, 最後合併。 黑洞合併產生了非常大的碰撞, 所以我們遙遠的地球觀察到了引力波。

這個過程分為三個階段。

第一個階段: 兩個黑洞的引力波頻率從30Hz開始, 這在引力波天文學中是比較低的頻段, 但這意味著黑洞是15Hz軌道頻率。 再具體點就是這兩個黑洞分別是30和36太陽品質。 每個半徑大概是100公里左右, 距離是1000公里左右。 每秒種互相轉15圈。

第二個階段:到兩個黑洞合併的時候, 引力波頻率達到100Hz, 軌道頻率50Hz, 就是每秒轉50圈。 這個時候兩個黑洞已經快成一體了, 兩個黑洞“中心”的距離大概是200公里。

第三個階段:這個合併的黑洞繼續扭曲震盪,

形成一個新的, 旋轉的黑洞。 這個黑洞的品質是63個太陽品質。 其中有三個左右的太陽品質在碰撞中消失, 以引力波的形式向外擴散!

再回到《變化》引力的本源理論——引力是時空性質。 時空是能量的時空。 所以在沒有大品質天體擾動的情況下, 時空漣漪是很難被探測到的。 雖然我們就處於在時空中。 有種“不識廬山真面目, 只緣生在此山中”的感覺。

在這裡再次強調引力不是時空彎曲產生的, 引力是時空性質——是時空產生引力!

彎曲是假像。 因為時空背影是彎曲的, 引力可以使得時空彎曲!但不是時空彎曲產生了引力!是時空能量, 是時空產生了引力!這就是為什麼只要是具有品質的物體都具有引力。 因為引力就是一種時空性質,任何有品質的物體無法脫離這樣的時空法則。從宏觀到量子層面都是這樣的。

所以就很明顯了,引力波是時空的漣漪,那麼什麼是引力場? 時空就是引力場,很顯然這樣的引力場是全域場。這和現有的引力場定義有根本區別。

其實不難理解,引力是時空性質,引力場自然也是時空性質。它們的區別就是時空線上,面,體的不同表現,但都是出於同一時空性質!

所以引力場的定義就是:引力場是一種全域性的時空性質,其場強度和能量物質分佈及運動速度成正比關係。

關鍵字:全域性,物質能量分佈,運動速度,正比關係。

所謂全域性是指從理論上來講引力場是整個時空的性質,那麼它的廣度就是時空所在處必然存在引力場。

物質能量分佈該怎麼理解,在整個時空中物質能量的分佈是不均的,引力場強度自然就是不同的。雖然是理論上是全域性的場,也就是彌漫整個宇宙。但是從微分思維出發,由於這種的物質能量的不均性,我們可以把全域場劃分為N個局域場。

但要清楚這種劃分是人為的,是為了更好的研究引力理論而設想的。

那麼局域場與局域場之間的關係是咋樣的?很明顯是與物質能量的分佈成正比,與它們之間的距離的平方成反比。

再這裡提醒大家,引力和引力場作用的傳遞速度都是光速。這個已經在前面章節中論述過了。

很多人可能會問,為什麼不在引力場的定義的中加入“與距離平方成反比”這樣的描述,而在局部引力場中就加入了這樣的描述。 我上面說了,引力場應該是全域場,是一種時空性質,。只有當你去測量具體物體,具體天體,具體星團的引力的時候,可以區分他們的距離——即物體之間的距離。也就是至少有A和B兩個質點。

這樣我們把牛頓引力定理就引了出來:任意兩個質點有通過連心線方向上的力相互吸引。該引力大小與它們品質的乘積成正比與它們距離的平方成反比,與兩物體的化學組成和其間介質種類無關。

數學公式表述為:F= GMm/ r^2。G為引力常數,等於G=6.67×10⁻¹¹ N·m²/kg²。

顯然牛頓的理論是一種“靜態”引力理論,是一種絕對時空理論。愛氏的廣義相對論是一種“動態”的引力理論,是一種相對時空理論。這是愛氏先進的地方。

也就是說牛頓的引力理論有局限性,不適於高速運動的物體。因為相對論效應,高度運動的物體品質會增大。如果牛頓認為品質是不因運動速度變化的,那麼自然就不會認識到這點。

這也是我為什麼重新定義品質。就是將品質回歸能量的本質。然後用能量來定義品質。即:品質是物體在相對時空中的一種物理屬性,物體所蘊含能量的多少是物體品質的量度。

這樣就把品質始終放在相對論時空下的品質了。 那麼牛頓萬有引力定理錯誤了嗎? 其實不能說錯誤了,是不夠究竟,和不準確。這在人類認識宇宙世界過程中必須要經歷的。

引力場,引力的本源都是時空。引力波就是時空的漣漪。在這裡要提出電磁波的概念。引力波和電磁波是不同的。引力波是時空的漣漪,電磁波是電磁場產生的。他們的關係我們會在後面詳細剖析和論述。

現在有一個最大的問題是引力場,引力,引力波的本源都搞清楚了。那麼我們問了:引力子存在嗎??

上面給大家介紹了引力波被探測到的過程。黑洞在合併的過程會損失若干個太陽品質,這些太陽品質以能量的形式震盪開來,被我們檢測到,即引力波。

就是說時空也是能量時空,引力和引力場的本源就是能量時空。它是一種時空性質。引力波就是時空的巨大變化引起的,不像電磁波那樣。

引力的傳播不需要介質,也就是說引力波的傳遞不需要介質。時空是一種能量時空,能量的傳遞不需要介質,這就是為什麼引力和引力波的傳遞不需要介質。但它們傳播的速度是光速,不是超光速!

否則一個反問就把我們自己困住了,這個反問是:如果引力,引力波的傳播是超距作用,也就是說傳播不需要任何時間,那麼人類還可以檢測到引力波嗎?? 顯然是不可能的!

既然引力,引力波,引力場的本源都回歸于能量時空,那麼所謂的引力子就是能量的最小單位——能量子。

那麼最小單位的能量是什麼,存在嗎?就目前的研究是不存在的!就是說沒有最小能量單位的說法,沒有這個定義!

所以說引力子這個東西的探究需要謹慎,極有可能竹籃打水一場空。因為引力是時空性質。時空是能量時空,所有的一切都是構成能量時空的物質。

摘自獨立學者,詩人,作家,國學起名師靈遁者科普書籍《變化》

3、引力波是萬有引力的波動形式。

在牛頓萬有引力公式力,引力是暫態的,這是不符合物理原則的。

到了愛因斯坦廣義相對論,萬有引力被解釋為空間彎曲,靜態引力,就是靜態空間彎曲,其改變是以波動形式傳遞的。

簡單說,引力波就是引力發生改變,以波動形式傳遞。

獨立學者靈遁者整理提供。

因為引力就是一種時空性質,任何有品質的物體無法脫離這樣的時空法則。從宏觀到量子層面都是這樣的。

所以就很明顯了,引力波是時空的漣漪,那麼什麼是引力場? 時空就是引力場,很顯然這樣的引力場是全域場。這和現有的引力場定義有根本區別。

其實不難理解,引力是時空性質,引力場自然也是時空性質。它們的區別就是時空線上,面,體的不同表現,但都是出於同一時空性質!

所以引力場的定義就是:引力場是一種全域性的時空性質,其場強度和能量物質分佈及運動速度成正比關係。

關鍵字:全域性,物質能量分佈,運動速度,正比關係。

所謂全域性是指從理論上來講引力場是整個時空的性質,那麼它的廣度就是時空所在處必然存在引力場。

物質能量分佈該怎麼理解,在整個時空中物質能量的分佈是不均的,引力場強度自然就是不同的。雖然是理論上是全域性的場,也就是彌漫整個宇宙。但是從微分思維出發,由於這種的物質能量的不均性,我們可以把全域場劃分為N個局域場。

但要清楚這種劃分是人為的,是為了更好的研究引力理論而設想的。

那麼局域場與局域場之間的關係是咋樣的?很明顯是與物質能量的分佈成正比,與它們之間的距離的平方成反比。

再這裡提醒大家,引力和引力場作用的傳遞速度都是光速。這個已經在前面章節中論述過了。

很多人可能會問,為什麼不在引力場的定義的中加入“與距離平方成反比”這樣的描述,而在局部引力場中就加入了這樣的描述。 我上面說了,引力場應該是全域場,是一種時空性質,。只有當你去測量具體物體,具體天體,具體星團的引力的時候,可以區分他們的距離——即物體之間的距離。也就是至少有A和B兩個質點。

這樣我們把牛頓引力定理就引了出來:任意兩個質點有通過連心線方向上的力相互吸引。該引力大小與它們品質的乘積成正比與它們距離的平方成反比,與兩物體的化學組成和其間介質種類無關。

數學公式表述為:F= GMm/ r^2。G為引力常數,等於G=6.67×10⁻¹¹ N·m²/kg²。

顯然牛頓的理論是一種“靜態”引力理論,是一種絕對時空理論。愛氏的廣義相對論是一種“動態”的引力理論,是一種相對時空理論。這是愛氏先進的地方。

也就是說牛頓的引力理論有局限性,不適於高速運動的物體。因為相對論效應,高度運動的物體品質會增大。如果牛頓認為品質是不因運動速度變化的,那麼自然就不會認識到這點。

這也是我為什麼重新定義品質。就是將品質回歸能量的本質。然後用能量來定義品質。即:品質是物體在相對時空中的一種物理屬性,物體所蘊含能量的多少是物體品質的量度。

這樣就把品質始終放在相對論時空下的品質了。 那麼牛頓萬有引力定理錯誤了嗎? 其實不能說錯誤了,是不夠究竟,和不準確。這在人類認識宇宙世界過程中必須要經歷的。

引力場,引力的本源都是時空。引力波就是時空的漣漪。在這裡要提出電磁波的概念。引力波和電磁波是不同的。引力波是時空的漣漪,電磁波是電磁場產生的。他們的關係我們會在後面詳細剖析和論述。

現在有一個最大的問題是引力場,引力,引力波的本源都搞清楚了。那麼我們問了:引力子存在嗎??

上面給大家介紹了引力波被探測到的過程。黑洞在合併的過程會損失若干個太陽品質,這些太陽品質以能量的形式震盪開來,被我們檢測到,即引力波。

就是說時空也是能量時空,引力和引力場的本源就是能量時空。它是一種時空性質。引力波就是時空的巨大變化引起的,不像電磁波那樣。

引力的傳播不需要介質,也就是說引力波的傳遞不需要介質。時空是一種能量時空,能量的傳遞不需要介質,這就是為什麼引力和引力波的傳遞不需要介質。但它們傳播的速度是光速,不是超光速!

否則一個反問就把我們自己困住了,這個反問是:如果引力,引力波的傳播是超距作用,也就是說傳播不需要任何時間,那麼人類還可以檢測到引力波嗎?? 顯然是不可能的!

既然引力,引力波,引力場的本源都回歸于能量時空,那麼所謂的引力子就是能量的最小單位——能量子。

那麼最小單位的能量是什麼,存在嗎?就目前的研究是不存在的!就是說沒有最小能量單位的說法,沒有這個定義!

所以說引力子這個東西的探究需要謹慎,極有可能竹籃打水一場空。因為引力是時空性質。時空是能量時空,所有的一切都是構成能量時空的物質。

摘自獨立學者,詩人,作家,國學起名師靈遁者科普書籍《變化》

3、引力波是萬有引力的波動形式。

在牛頓萬有引力公式力,引力是暫態的,這是不符合物理原則的。

到了愛因斯坦廣義相對論,萬有引力被解釋為空間彎曲,靜態引力,就是靜態空間彎曲,其改變是以波動形式傳遞的。

簡單說,引力波就是引力發生改變,以波動形式傳遞。

獨立學者靈遁者整理提供。

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