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引力子
鎖定
引力子,又稱重力子,在物理學中是一個傳遞引力的假想粒子(仍未知是否真正存在)。兩個物體之間的引力可以歸結為構成這兩個物體的粒子之間的引力子交換。
- 中文名
- 引力子
- 外文名
- Graviton
- 別 名
- 重力子
- 學 科
- 物理學
引力子推論
再通過方程:
解得:
取地球引力子速度為光速c,則有頻率f如下:
f=5.20266×10^-9
地球引力子的週期:192209343.602944s,約6.09074655876695年
地球引力子的波長:λ=2πC^2/g
λ=57622911569293200m,波長約為:6.09074655876695光年
地球引力子的能量:
約3.44731904068503×10^-42焦耳
地球引力子質量:
約3.8356597238529×10^-59kg
如此推論的結果,與相對論比較衝突,引力加速度g越大,波長越短,以上方程為脈衝振盪方程,簡諧振盪不同,但是它們均是在能量守恆定律之下的結果。人類試圖探測引力波,由此方程知,如果想測量引力波波長,就必須對於大質量中子星作為研究對象,只有這一類星體才具有短波長,脈衝振盪中,其平均速度約0.823c光速,也就是黑洞不可能真的存在,而存在的是灰洞,它時刻通過脈衝振盪在衰變!
引力子量子分析
提出引力子的存在純因為量子理論在各方面都非常成功,譬如電磁學可用光子的量化來解釋(量子電動力學),而宇宙其他方面的基本作用力(弱核力和強核力)亦可用量子理論得到描述;人們自然希望量子理論亦能解釋重力,故假想有一種未發現的引力子存在,其性質與光子類似,而最終可發展出量子引力理論。可是這種理論的數學運算十分複雜且無法自洽。
引力子主要性質
為了傳遞引力,引力子必須永遠相吸、作用範圍無限遠及以無限多的型態出現。在量子力學中,引力子被定義為一個自旋為2、質量為零的玻色子。在M-理論中,引力子被定義為自由的閉弦,可以被傳播到宇宙膜外的高維空間以及其它宇宙膜。
引力子發現歷史
早在300多年前,物理學家牛頓就發現了萬有引力定律。根據它,科學家們成功地解釋了行星的運動、月球的運動、潮汐形成的原因等科學難題,並且在1846年發現了海王星。計算人造衞星、宇宙飛船等航天器的軌道,仍然離不開萬有引力定律。但是,隨着人類認識範圍的擴大和深入,人們發現萬有引力定律也有不完善的地方,它本身還存在一些費解的問題。比如説,按照萬有引力定律,兩個物體不管相距多遠,都會產生萬有引力。這個萬有引力從一個地方傳到另一個地方,速度居然比光速還要快,這種力是靠什麼傳遞的呢?
但這只是愛因斯坦的預言,引力子真的存在嗎?這個問題成了物理學家們爭論的焦點。看起來,只有找到引力子,才能證實愛因斯坦的新引力論。
為了尋找引力子,科學家們做出了不懈的努力。有一些科學家在宇宙中尋找能產生引力子的源泉,並取得了進展。從1974年到1978年底,他們在波多黎各用天文望遠鏡,對15000光年遠的射電脈衝雙星進行了觀測,間接地證實了引力子的存在。這個發現鼓舞了人們,科學家研製了高靈敏度的激光干涉儀,只要引力子一出現,它們就能被認出來。 如果找到了引力子,物理學和天文學將會發生天翻地覆的變化,在應用技術上也將開闢一個新局面。比如把引力子應用到通訊上,將會出現引力電視、引力電話、引力望遠鏡,並且還能利用引力子跟外星人聯繫。然而,引力子究竟在哪裏還是個謎。
2024年3月28日,記者從南京大學瞭解到,物理學院杜靈傑教授團隊在量子物理研究方面取得重大進展。他們通過自主設計、集成組裝的極低温強磁場共振非彈性偏振光散射系統,在世界上首次觀察到引力子激發,即引力子在凝聚態物質中的新奇準粒子。3月28日,國際頂級學術期刊Nature在線發表了杜靈傑教授及其合作者的論文。
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引力子相關考證
引力子是否存在,仍是物理界的一個神聖話題。有許多學者試圖用儀器來探測它存在的真實性,最終都沒有得到理想的結果,對於它的存在仍然是一個謎。
引力子同其它媒介子一樣,是傳遞能量的粒子。例如光子,光子是一種傳遞電磁波能量的媒介子,引力子與光子的行為極其類似,它以傳遞引力波能量而存在。在宇宙中,引力波實質上是引力的擾動。天體的旋轉,坍縮,相撞等方式都會產生引力波,引力波在宇宙中是普遍存在的,因此必定存在引力子,這是引力子存在的另一個理由。
- 參考資料
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- 1. 暗能量研究寄望引力子指路 .科學網[引用日期2018-01-28]
- 2. 巨大宇宙虛空或助探測暗能量 引力子或有質量 .鳳凰網[引用日期2018-01-29]
- 3. 全球首次發現引力子“投影”,南大團隊取得突破性成果 .百家號-極目新聞.2024-03-28[引用日期2024-03-28]