Küsimus:
Kuidas gravitatsioon täpselt töötab?
Normie
2014-06-03 14:48:50 UTC
view on stackexchange narkive permalink

elektromagnetiline jõud ning tugev ja nõrk jõud nõuavad selliseid osakesi nagu footonid ja gluunid. Kuid gravitatsiooni korral sellist osakest ei leidu.

Iga massi kandev objekt loob enda ümber gravitatsioonivälja ja alati, kui mõni teine ​​massi kandev objekt satub oma välja, tuleb gravitatsioonijõud tööle.

Kui kõigil teistel loodusjõududel on seotud osakesed, siis miks peaks raskusjõud olema erand?

Ja kui sellist osakest pole, siis mis täpselt on gravitatsiooniväli ja kuidas see levib lõpmatule kaugusele ja paneb gravitatsioonijõu tööle?


Märkus: olen keskkooliõpilane ja pole kvantmehaanikat õppinud.

Asjakohane: http://physics.stackexchange.com/q/61899/
Küsisin seda ja sain toreda seletuse, mis aitas mul gravitatsiooni gravitatsiooni kui aegruumi kontseptsiooni uurida: http://physics.stackexchange.com/q/81220/
See, et me pole neid osakesi avastanud, ei tähenda veel, et neid pole.Need võivad olla isegi footonite kujul.On alternatiivseid tõukejõu gravitatsiooni teooriaid, mis hõlmavad selliseid osakesi.
Kuus vastused:
JamalS
2014-06-03 14:58:40 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Teil on täiesti õigus, et teistel looduse põhijõududel on vahendajaosakesed, nt. elektromagnetilise jõu footon. Gravitatsiooni jaoks on postuleeritud gravitoni osake, mis sisaldub viies standardses stringiteoorias, mis on kvantgravitatsiooni kandidaadid. Kvantvälja teooria vaatenurgast tekib graviton gravitatsioonivälja ergutusena. Stringiteooria postuleerib selle loomulikult suletud stringi spektris.


Mass tekitab kindlasti gravitatsioonivälja, kuid vastavalt paljudele teistele suurustele ka vastavalt väljavõrranditele üldrelatiivsusteooria. Kuna olete keskkooliõpilane, esitlen neid järgmiselt:

$$ \ underbrace {G _ {\ mu \ nu}} _ {\ text {geometry}} \ sim \ underbrace {T_ {\ mu \ nu}} _ {\ text {matter}} $$

Ruumiaja geomeetria ja seega ka gravitatsiooniefektid on võrdsustatud süsteemis oleva ainega, mis võib sisaldada energiat , rõhk ja muud suurused, välja arvatud mass.


Üldise suhtelisuse seisukohalt võib gravitatsioonivälja vaadelda või tõlgendada kui aegruum, mis on mitmekordne, st pind. Kui võtame ruumi lõpmatult suureks, siis peab gravitatsiooniväli ulatuma lõpmatuseni; muidu valiksime kärpimise? Isegi Newtoni vaatenurgast näeme, et arvestades võrrandit, peab

$$ F_g \ sim \ frac {1} {r ^ 2} $$

gravitatsioon ulatuma lõpmatult, nagu me ei jõua kunagi punktini $ r = \ infty $, kus see on tõesti null.


Mis on põllu vajadus, kui küsisite, kui gravitoon on postuleeritud? Noh, me teame, et osakeste arv pole konserveeritud ; meil võib olla virtuaalne osakeste ja antiosakeste paari tootmine ning sellisena on ühilduvam seisukoht, et väli levib kogu ruumis ja osakesed on välja ergastused. Lisaks tekib välja mõiste paikkond tõttu. Empiiriliste tõendite põhjal teame, et gravitatsioon ja elektromagnetism ei toimi igas hetkes koheselt.

Kuid kui postuleeritakse osakest, nimelt gravitrooni, siis milleks on väljakontseptsioon vajalik?
@Avik: Vaadake värskendatud vastust.
@Avik: Olen vastuse tõesti taltsutanud, kuna olete keskkooliõpilane, kuid andke mulle teada, kui soovite tehnilisi üksikasju sellest hoolimata.
@JamalS tänan teid aja eest :) ma pole kindel, kas suudan tehnilistest üksikasjadest aru saada
@Avik Väljakontseptsioon (kvantvälja teoorias - QFT) on vajalik kõigi osakeste: elektronide, footonite, kvarkide jne jaoks. Osakesi kirjeldatakse väljadel kvantidena (umbes nagu "elementaarsed lainetused").QFT-s ei saa teil olla osakest ilma väljata: väljad on põhiline põhimõte.Nii et gravitooni ei saa ilma raskusjõuväljata.Gravitoni hüpoteesiks on "elementaarne pulsatsioon" kõveras aegruumis.
@JamalS Kas gravitoni puhke mass on null nagu footonil?Kui jah, siis tajub see null aega reisi aega nagu footon ja kogeb punast nihet?
@self .: Graviton on massita gabariidiboson ja gravitatsioonilained võivad kogeda Doppleri efekti.
kas saaksite mu vastusele pilgu heita ja vaadata, kas see on õige?Minu teada võib SU (5) -ga SM sisaldada raskusjõudu.Nii et stringiteooria on osa SU-st (5) või on sellest sõltumatu, nagu kaks mudelit, mis võivad sisaldada gravitatsioonivälja?Aitäh.
Oodake hetk - kui seal on gravitoon, siis kas see ** eitab täielikult ideed, et "gravitatsioon on tegelikult" näiline jõud "..."
@JoeBlow: Gravity on tõeline põhijõud, ehkki teatud unikaalsete omadustega, ja seda ei saa kvantifitseerida nagu teisi.
Kaugel.Aitäh selle eest, Jamal!Kas te arvate, et minu mõtlemine on õige, et "näilise jõu" analoogia on täiesti kasutu "???(Minu pikad kommentaarid ülalolevas 'populistlikus vastuses'!) Tervist!
Lihtsalt TBC: ** "Raskus on tõeline põhijõud" ** JamalS, te ütlete, et teie kui tegeliku töötava füüsiku seisukoht on, et gravitatsioon on "jõud" - te isiklikult ** ei usu, et gravitatsioon on'näiline jõud';teie seisukoht pole, et gravitatsioon on „näiline jõud“ ... (või on see tõepoolest kuum / vaieldav / tundmatu / filosoofiline probleem ??)
@JoeBlow Jamal ei tahaks ilmselt midagi sellist otse välja öelda, kas ta usub seda või mitte :) Reaalteadlased kipuvad pigem ettevaatlikuks ütlema, et midagi on või pole päris õige.Kui on olemas gravitoni osake, annaks see "gravitatsiooni kui näilise jõu" tõlgendusele palju vastutõendeid.Graviton on endiselt hüpoteetiline - meil pole seni katset, mis eristaks gravitoonidega gravitatsiooni gravitonideta gravitatsioonist.* Kui * gravitatsioon on kvantväli, on graviton olemas.Ja pange tähele, et ST kasutab endiselt kõverat aegruumi, millel on rohkem kui GR 4 mõõdet.
Kuidas me teame, et gravitatsioon ja elektromagnetism ei toimi igas punktis koheselt?
@StanShunpike Vaatleme näiteks liikuva laetud osakese võimsuse Larmori valemi tuletamist, tuginedes asjaolule, et elektriväli ei levi lõpmatu kiirusega, st koheselt.Elektromagnetilise kiirguse eest vastutab just elektrivälja ajast sõltuv osa.
@JamalS Oh ma näen, mida sa mõtled.Tõlgendasin valesti seda, mida te hetkega mõtlesite.Arvasin, et mõtlesite, et jõud oli aja jooksul juhuslik, näiteks edasi-tagasi minek.
@StanShunpike Ah, ma arvan, et tõlgendasid seda siis pigem "spontaansena" kui "hetkelisena".
@JamalS huvitav.ma pole selle mõistega tuttav.kas mõni neist on "spontaanne"?Ma seostan spontaanset keemiat.Mida see termin füüsikas tähendab?
-1
Stringiteooria ei postuleeri gravitoni olemasolu.
@user40085 Stringi spektris on massita spin 2 boson, millel on kindel tipuoperaator.Kui rakendate häirete teooriat üldrelatiivsusteooriale, saate selle tipuoperaatori taastada.Pealegi on argument selle kohta, miks spin-2-mõõdus boson võib vastata ainult gravitonile.Teadke oma fakte, enne kui nii julgelt asjadele pretendeerite.
@JamalS Ma tean neid fakte ja selles on täpselt asi: stringiteooria ei * postuleeri * gravitooni olemasolu.Gravitoon ilmub mis tahes stringiteooria spektris, olenemata sellest, mida proovite sellest vältida, ja see oli probleem duaalsete mudelite varajastel aegadel, kui inimesi ei huvitanud stringide gravitatsiooniteooria omamine.Seega jään oma väite juurde: gravitoon pole stringiteooria postulaat, vaid tagajärg.
Ooker
2014-06-03 16:23:21 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Kuna te ei mõista JamalSi vastust täielikult, proovin seda teile lühemalt ja hõlpsamalt selgitada.

Kui kõigil teistel loodusjõududel on nendega seotud osakesed miks peaks raskusjõud olema erand?

Ei, see pole erand. Füüsikud usuvad, et gravitatsiooni osake (nn graviton) on olemas, lihtsalt nad pole seda veel leidnud. Standardmudelil pole raskust, kuid laiendatud standardmudelil võib olla. Tänu stringiteooriale.

on täpselt ruum ja aeg. Kuidas ilmuvad ruum ja aeg? Suur pauk. Kuidas gravitatsioon toimib? Ruumi ja aja muutus annab gravitatsioonijõu. Nagu positsiooni muutus annab teile kiiruse ( $ v = \ Delta x $ ), annab energia muutus teile tööd ( $ W = ΔKE $ ). Muudatus on väga oluline, see annab teile veel ühe huvitava üksuse. Kui olete diferentsiaali uurinud, teate nüüd, kui oluline see on: kirjeldage muutust .

Ruumi ja aja muutusele viidates ei pea ma silmas seda, et auto sõidab läbi linnade hommikust pärastlõunani. Ma mõtlen, et auto muudab aja ja ruumi kuju ise.

Vikipeediast:

Mateeria muudab aegruumi geomeetriat (kõverat ) geomeetriat tõlgendatakse gravitatsioonina.

enter image description here

Keith
2014-06-04 10:35:26 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ma arvan, et muud vastused pole selgelt välja öelnud, et me ei tea . Jah, meil on olemas (üsna imeline) üldrelatiivsusteooria (GR) teooria, mis annab suurepärase töö raskusjõu mõju selgitamiseks.

Ta teeb seda, seostades massi olemasolu (rangelt "pingeenergia") aegruumi struktuuriga. Samuti öeldakse, kuidas see efekt levib ruumis ja ajas. Nii et klassikalises perspektiivis võib aegruumi ennast vaadelda gravitatsiooniväljana.

Mida see ei ütle, on see, kuidas aegruum suudab massiga suhelda.

Me eeldame , et kaasatud on kvantvälja teooria tüüpi protsess ja selle kindlaksmääramiseks tehakse palju tööd. GR-i ja kvantteooria seostamine on tegelikult teoreetilise füüsika põhiprobleem.

Selle lahendamise üks põhiprobleeme on tegelikult GR-i edu - meil puuduvad eksperimentaalsed tõendid selle ebaõnnestumise kohta ja seega pakume viige kvantefektide abil kohale, kus seda parandada.

"Ma arvan, et teised vastused pole selgelt välja öelnud, et ** me ei tea **."Parim vastus siin!Paljud noored, üliõpilased, uurivad mõtted jms: ei pruugi lihtsalt aru saada, see on nii.Täpselt nagu Keith ütleb.
Tagantjärele mõeldes oli minu füüsikaharidus liiga hea keskenduda sellele, mida me teame, ja selle selgitamiseks kulus äärmiselt vähe aega."Mida me ei tea" on koht, kus tuleb tegeleda uue teaduse loomisega.Oli võimalik (ja ilmselt on ka võimalik) oma klassi tipp lõpetada ja sellest vähemalt õppekavast midagi teada.
Dan Park
2014-06-03 17:33:04 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Gravitatsioonil on klassikaline kirjeldus, mida nimetatakse üldiseks relatiivsusteooriaks (GTR), ja see kirjeldab gravitatsiooni "jõudu" aegruumi geomeetria tagajärjel.

Kumer ruum gravitatsioonikorpuse ümber on siiski ligikaudne kirjeldus täpsemale kvantiteooria gravitatsioonile, mis lõpuks asendab GTR-i, kuna seda saab rakendada mikro- või makroskoopilistes süsteemides. GTR asendas Newtoni paradigmat, kuid gravitatsiooni kui "pseudojõu" kirjeldamine viib selle sammu tagasi. Keegi ei ütle kunagi, et taevasukelduja suri, sest tema langevari ei asunud sellesse kõverasse ruumi.

Sel juhul on taevast kukkunud vaade sirge tee ja ei suuda jällegi seletada Newtoni gravitatsioonikonstant. Kurvide läbimine võtab kauem aega kui sirgjooned ja gravitatsiooniliselt läätsestatud valgus seda tõestab. Mul on selle teema kohta veel palju öelda, kuid hoian seda tavapäraste vahenditega.

Tegelikult töötab GR ka mikroskoopilises maailmas.Füüsika standardmudeliga integreerimise probleem seisneb selles, et see ei kasuta vahendaja osakesi ja kvantvälju.On väga võimalik, et gravitatsioon lihtsalt ei põhine "kvantidel" ja et kvantgravitatsiooniteooria leidmise katsed üritavad lihtsalt leida "osakesi" sealt, kus neid pole.GR ei "seleta" gravitatsioonikonstandi, kuid seda kasutatakse proportsionaalsuskonstandis - põhimõtteliselt Ensteini tenori ja energia-impulsimensori suhe.See seob aegruumi struktuuri valguse kiiruse ja gravitatsiooniga
Mozibur Ullah
2015-11-21 22:23:08 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Gravitatsioon kui väljateooria näitab, et osakesed liiguvad aegruumi kõveruse tõttu - väli on siin aegruum ise.

Elektromagnetism on väljateooria ja valgus on lihtsalt lained EM-väljal, mis on samaaegne koos selle kandva ruumiga.

Mõlemad ülaltoodud on klassikalised kirjeldused.

QM ja seejärel näitas QFT, et peaksime väljad kvantiseerima. Nii näidatakse väljakvante; siis on meil footon EM-välja väljakvantidena ja ka gravitoon sisuliselt aegruumi väljakvantidena.

Kuna footonil on eksperimentaalne tugi - fotoelektriline efekt ja teoreetiline - QED; sama ei saa öelda gravitoni kohta.

Graviton ilmub osakeste spektris stringiteooria jaoks, mis on üks põhjus, miks seda teooriat jätkatakse.

Guill
2014-06-15 03:40:54 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Minu teooria on see, et raskusjõud on aatomi elektromagnetiliste jõudude mittetäieliku tühistamise tulemus tänu sellele, et toimub ruumiline eraldatus tugev> laengute vahel. Kui see on õige, siis oleks gravitonil footoniga sarnased omadused, kuid väga nõrk ($ Eg = Ep \ korda 10 ^ {- 39} $) , mis on põhjus, miks seda ei leitud.

See on kena hüpotees.See aga tähendaks ka seda, et postuleerite, et kõik laetud * ja neutraalsed * osakesed (sealhulgas "põhiline" elektron või neutriino) eristavad laenguid tegelikult ruumiliselt.Selle üle võib vaielda aatomite ja näiteks neutronite kohta, kuid millised on tõendid selle kohta, et see vastaks näiteks neutriinodele?EM-i jääkjõud nõrgast jõust?Kaks laetud osakest tõmbavad teineteist endiselt gravitatsiooniliselt (seda kinnitasid erinevate laengute ja osakeste massidega tehtud katsed).
Luaan, kas sa ütled, et on olemas mõni katse, mis suutis tuvastada jõu erinevuse 10 ^ -39?
Noh, kas jääkjõud järgiks pöördvälja seadust?See ei tundu tõenäoline, kuna teised, keda oleme täheldanud (nõrk ja tugev tuumajõud, Van der Waalsi jõud ...) seda ei näi.Ometi raskusjõud teeb.Katse osas on teil ilmselt õigus, et olen selle seganud stsenaariumidega, mis on piisavalt keerulised, et teie hüpotees siiski paika saaks pidada.Kuid selle kättesaamiseks peaks see selgitama paljusid asju - näiteks gravitatsiooniläätsed.
Luaan, läätsed oleks kindlasti rakendatavad.Kõike, mis on kohaldatav EM-lainele, seletatakse ka selle hüpoteesiga.Selle põhjuseks on see, et see ON "jääk" EM-laine.Jah, see järgib ka pöördvälja seadust.Töötan kvanttasemel / selgituse kallal.


See küsimus ja vastus tõlgiti automaatselt inglise keelest.Algne sisu on saadaval stackexchange-is, mida täname cc by-sa 3.0-litsentsi eest, mille all seda levitatakse.
Loading...