基本相互作用
引力相互作用
引力相互作用 ,简称重力或引力,是四个 基本相互作用 中最弱的,但是同时又是作用范围最大的(不会如电磁力一般相互抵销)。但当距离增大,引力相互作用的影响力就会递减,假设两物件的相互距离为 r {\displaystyle r} ,其作用力则可以 1 / r 2 {\displaystyle 1/r^{2}} 的计算式推论出来。不像其他的相互作用,引力可以广泛地作用于所有的物质。由于其广泛的作用范围,当物质质量为极大,物质有关的属性以及与物质的带电量有时可以相对地忽略。
而由于其广泛的作用范围,引力可以解释一些大范围的天文现象,比如:银河系、黑洞和宇宙膨胀;以及基本天文现象例如:行星的公转;还有一些生活常识例如物体下落、很重的物体好像被固定在地上、人不能跳得太高等。
万有引力是第一种被数学理论描述的相互作用。在古代,亚里士多德建立了具有不同质量的物体是以不同的速度下落的理论。到了科学革命时期,伽利略·伽利莱用试验推翻了这个理论-如果忽略空气阻力,那么所有的物体都会以相同的速度落向地面。艾萨克·牛顿据传说看到苹果掉落时发现地心引力,进而引伸出万有引力定律(1687年),是一个用来描述通常引力行为非常好的近似。在1915年,阿尔伯特·爱因斯坦完成了广义相对论,将引力用另一种方式描述-时空几何,并指出引力是空间与时间弯曲的一种结果。
如今,将广义相对论和量子力学综合而成的量子引力理论,是一个相当活跃的领域。在此理论中,引力被假定为被引力子所传递。引力子仍是假想粒子,目前还没有被观测到。
尽管广义相对论在非量子力学限制的情况下较精确地描述了引力,且被实验所证实,但是仍有不少描述万有引力的替代理论,其中被物理学家认真看待的,都会在某种极限下回到广义相对论,而目前观测工作的焦点就是在哪些极限状况下广义相对论会有偏差。
弱电相互作用
电磁力和弱核力在日常生活的低能量态下看似大相径庭,并可用两种不同的理论所描述,但是在能量超过100Gev以上时,这两种作用力就会合成一种电弱力。电弱力对于现代的宇宙学而言相当重要,特别是在描述宇宙的演化。在大爆炸不久之后,温度大约在10 K以上时,电磁力与弱核力融合成了电弱力。
阿卜杜勒·萨拉姆、谢尔登·格拉肖及史蒂文·温伯格在1979年因电弱统一理论,得到了诺贝尔物理奖。
电磁相互作用
世上大部分物质都具有电磁力,而磁与电是电磁力的其中一种表现模式。例如电荷异性相吸、同性相斥的特性是其中之一。电磁力和引力一样,其作用影响范围是无限大的。
弱相互作用
弱相互作用 ,或 弱核力 ,可以说是核能另一种来源,主要是核子产生之天然辐射,四种相互作用中,弱相互作用只比引力强一点。
强相互作用
强相互作用 又称为 强核力 ,所有存在宇宙中的物体都是由原子构成,而原子核是由中子和质子组成。中子没有电荷,而质子则带正电荷;但需要牵引力把它们结合在一起,而强相互作用就是这种“牵引力”
参见
相互作用
万有理论
宇宙速度
力
参考资料
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相关资料
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