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大星际修炼时代-第107部分
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“重力？”周铭泽觉得有点不好理解，不过并没有打断玄洛璃的话。
“在粒子物理学中则称引力相互作用和强力、弱力、电磁力合称4种基本相互作用。”
“引力是其中最弱的一种，两个质子间的万有引力只有它们间的电磁力的1（1。235*10的36次方），质子受水蓝星的引力也只有它在一个不强的电场1000伏米的电磁力的1（9。761*10的9次方）。”
“因此研究粒子间的作用或粒子在电子显微镜和加速器中运动时，都不考虑万有引力的作用。”
“一般物体之间的引力也是很小的，例如两个直径为1米的铁球，紧靠在一起时，引力也只有1。11x10…3牛顿，相当于0。113克的一小滴水的重量。”
“但水蓝星的质量很大，这两个铁球分别受到4x104牛顿的水蓝星引力。所以研究物体在水蓝星引力场中的运动时，通常都不考虑周围其他物体的引力。”
“哦？”周铭泽点了点头：“也就是说，近似值了。”
“差不多这个意思。”玄洛璃点了点头，不再说了，显然，她知道的就这么多。
周铭泽看向玄家家主，后者微微一笑，道：
“天体如太阳和水蓝星的质量都很大，乘积就更大，巨大的引力就能使庞然大物绕太阳转动。”
“引力就成了支配天体运动的唯一的一种力，但是形成这种引力的原因并非是天体之间的拉扯，而是天体对于其周边时空的扭曲。”
“恒星的形成，在高温状态下不弥散反而逐渐收缩，最后坍缩为白矮星、中子星和黑洞，是由于其质量极大造成时空扭曲，进而产生时空挤压的作用所造成，而非来自于自身重力，因此引力也是促使天体演化的重要因素。质量越大，对时空的扭曲也就越大，引力也就越大。”
“原来如此，这么一说，我基本上都明白了。”周铭泽点头，又问道：“对为什么产生引力目前没有详细解释？”
第256章 引力和万有引力（二）（）
玄家家主道：
“近代物理，广义相对论，认为万有引力是由于时空弯曲而产生。
众所周知，两点之间线段最短，这是在平面几何中的公理，这线段就是短程线。
然而，在被弯曲的四维时空里，短程线也被弯曲了。
因此受到引力作用，行星沿短程线向太阳靠近，由于质量巧合，包括速度巧合的原因，又因为行星具有惯性，很多人理解成离心力，这是错的，离心力只是假象，宇宙中根本并不存在离心力，至少现在没有发现，从而周而复始的绕太阳按椭圆轨道公转。
当质量不巧合时，会出现引力跳板现象，或撞向太阳。其中，构成天体系统的主要原因并不是引力，而是质量所引起的时空扭曲。”
“原来如此，我之前也是很好奇，为什么月亮围绕水蓝星转，水蓝星围绕太阳转。”周铭泽点着头。
玄家家主继续道：“在水蓝星上重力的吸引作用赋予物体重量并使它们向地面下落。此外，万有引力是太阳和水蓝星等天体之所以存在的原因。
没有万有引力天体将无法相互吸引形成天体系统，而我们所知的生命形式也将不会出现。万有引力同时也使水蓝星和其他天体按照它们自身的轨道围绕太阳运转，月球按照自身的轨道围绕水蓝星运转，形成潮汐，以及其他我们所观察到的各种各样的自然现象。”
“这么看来，引力，还真的是非常非常重要的一种力啊。”周铭泽啧舌。
玄家家主点头：“至于，神，您说的万有引力嘛”
“万有引力——物体间相互作用的一条定律，1687年为牛顿所发现。
任何物体之间都有相互吸引力，这个力的大小与各个物体的质量成正比例，而与它们之间的距离的平方成反比。
万有引力定律是牛顿在1687年出版的自然哲学的数学原理一书中首先提出的。牛顿利用万有引力定律不仅说明了行星运动规律，而且还指出木星、土星的卫星围绕行星也有同样的运动规律。
他认为月球除了受到水蓝星的引力外，还受到太阳的引力，从而解释了月球运动中早已发现的二均差、出差等。
另外，他还解释了彗星的运动轨道和水蓝星上的潮汐现象。
根据万有引力定律成功地预言并发现了海王星。
万有引力定律出现后，才正式把研究天体的运动建立在力学理论的基础上，从而创立了天体力学。
简单的说，质量越大的东西产生的引力越大，水蓝星的质量产生的引力足够把水蓝星上的东西全部抓牢。
任意两个质点通过连心线方向上的力相互吸引。该引力的大小与它们的质量乘积成正比，与它们距离的平方成反比，与两物体的化学本质或物理状态以及中介物质无关。”
“嗯？”周铭泽皱眉：“这个听上去，与刚刚说的引力非常相似。”
“或者说，是一种雏形。”玄家家主说道。
“引力在经典物理学中被认为是宇宙中几大基本力之一，跟质量成正比、跟距离的平方成反比。但在爱因斯坦的理论中引力已经不是一种基本力了，而仅仅是时空结构发生弯曲后的表现而已。而导致时空结构发生弯曲的原因就是巨大的质量。”
“只是一种表现，而不是雏形时代，所说的万有引力。”周铭泽听玄家家主这么一解释，大致明白了前因后果。
玄家家主点头：“举一个例子：太阳系内的行星围绕太阳运行，在经典物理学中的解释是因为行星受到了太阳的引力作用，而围绕太阳运行。
而按照广义相对论的理论，太阳周围的时空被太阳巨大的质量影响，形成时空弯曲，而行星则是按照其测地线运动，相当于在惯性系中所作的匀速直线运动。”
“这么解释，就非常明白了。”周铭泽点头：“这就是牛顿的万有引力，以及爱因斯坦的广义相对论，这么一番解释的话，倒是很好理解了。”
玄洛璃点着小脑袋，道：“我知道，牛顿的重力定律还是现代对重力的一般认识，在1687年，牛顿在他的自然哲学的数学原理一书中发表了万有引力定律。牛顿的万有引力定律的陈述如下：
宇宙中每个质点都以一种力吸引其他各个质点。这种力与各质点的质量的乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比。”
“但是显然，牛顿的万有引力其实并不是正确的，爱因斯坦的广义相对论，才是这个时代最为正确的解释。”玄洛璃点着头：“当然，这丝毫不影响，牛顿是一个伟大的先驱者的地位，毕竟他在他那个时代，是最伟大的一批人。”
“说的没错，其实，爱因斯坦的广义相对论，在未来也不一定就不会有更为完善的理论物理学解释。”周铭泽点着头：“但是，这丝毫不影响他们的伟大地位。”
玄家家主点头，道：“对了，神，您知道黑洞吗？”
“其实知道的不多。”周铭泽摇头。
玄家家主想了想，道：“既然您这次来是询问一些非常硬科学的内容，而且您也是要展开星际之旅，那么我就多说一点，您别嫌我啰嗦。”
“怎么会嫌你啰嗦呢，不知道，就该多问。”周铭泽语气倒是恭敬。
这一下子，玄家人简直惊呆了。
周铭泽是什么人啊，他是神啊，竟然还这么客气？他未免涵养也太好了吧？
沉默片刻，玄家人都是震撼。
或许，这就是神与凡人的区别吧。
很多人，一朝得势，就嘚瑟的不行。
而周铭泽，已经是神了，却还这么谦虚，不耻下问，实在是我辈楷模。
整个玄家，此刻竟然尽皆是暗自膜拜周铭泽的粉丝。
周铭泽是没有去想这些，他认真的听着玄家家主的讲解，宛若一个学生。
“具体到黑洞这种极端条件下的宇宙天体。它有极强的吸引力，科学家在解释这种吸引力的时候，把它的原因归结为空间弯曲。而造成空间弯曲的原因是黑洞本身的巨大质量。”
第257章 现代物理学最核心的灾难（）
“说到引力归根结底是和质量有关，万有引力是把引力视为由质量引起的一种基本力，而爱因斯坦相对论则把引力视为质量引起的时空弯曲的表现。”
“而量子力学认为，引力是由于两个粒子交换引力子导致的。”
“17世纪早期，人们已经能够区分很多力，比如摩擦力、重力、空气阻力、电力和人力等。
牛顿首次将这些看似不同的力准确地归结到万有引力概念里：苹果落地，人有体重，月亮围绕水蓝星转，所有这些现象都是由相同原因引起的。
牛顿的万有引力定律简单易懂，涵盖面广。
牛顿的万有引力概念是所有科学中最实用的概念之一。牛顿认为万有引力是所有物质的基本特征，这成为大部分物理科学的理论基石。”
“光之所以会被黑洞吸进去，这是因为引力大造成空间扭曲，光随着被扭曲的空间走而进入黑洞里，大家都知道光只走直线，光并不是被引力吸进去的，而是光还是走直线，但空间扭曲而进到黑洞，打个比方，在纸上画一条线，把那张纸扭曲，它还是一条线。”
“哦？这个就比较巅峰人的认知了。”周铭泽点头，觉得这个说法，非常有意思。
玄家家主点了点头，显然是说到了兴头上，毕竟，有周铭泽这种“神”愿意听自己说道这些，也是一种成就感啊。
将来，玄家家主还可以跟人吹：“知道不，神都向我请教过问题。”
他甚至觉得，周铭泽请教过他问题这个梗，能让他吹一辈子。
想到这里，玄家家主更加卖力，声情并茂，弄得玄家人都是一阵震惊“今天家主还真是卖力气啊。”
那感觉就好像是在撅着屁股说“轻一点，章推的事情就拜托你了。”
玄家家主道：“光是沿直线传播的，根据广义相对论，空间会在引力场作用下弯曲。
这时候，光虽仍然沿任意两点间的最短距离传播，但走的已经不是直线，而是曲线。形象地讲，好像光本来是要走直线的，只不过强大的引力把它拉弯了。”
周铭泽点头：“那么广义相对论这么厉害，是不是就能解决所有类似的未知事情？”
玄家家主摇头：“当然不是，也有其局限性。”
“空间的几何形变却解释不了其它三种力，电磁力、强力和弱力似乎都无法通过空间的褶皱来实现。
爱因斯坦曾设想，所有的物质都是空间扭结和振动而形成，换句话说，我们看到的周围的一切，从树和云到天上的星星，都可能是一个幻觉，是某种形式的空间褶皱。
若这种思想是正确的，另外三种力也必定与引力一样，是空间的几何形变所引起的必然结果，这样，四种力就统一到空间弯曲的几何学中了，空间弯曲的不同方式会造就不同的力。”
“这个想法还真是”周铭泽想了想：“脑洞清奇？”
“哈哈哈，神，您真幽默。”玄家家主恭敬行了一礼，继续道：
“然而，在微观世界里，空间根本就不是平滑的，而是有无数的粒子在剧烈且永不停息地喧嚣，广义相对论的核心原理——光滑的空间几何概念，在这里被破坏殆尽。”
“那么另外三种力，就没办法解释了吗？”周铭泽好奇。
玄家家主摇头：“不，对另外三种力的解释需要量子理论来完成。”
“量子理论研究微观世界里基本粒子的行为，在这个理论体系中，宇宙中所有的物质最终由数百种不同的基本粒子组成，由于质量小到几近于零，这些粒子的运动轨迹变化莫测，毫无规律可循。”
“在这里，力是由粒子的交换而来的，电磁力是由光子交换而来，弱力是由弱规范玻色子交换而来，强力是由胶子交换而来。”
“例如，两个带电粒子间的相互作用实际上是光子在两个粒子间往来“出没”的结果，两个带电粒子通过交换小小的光子而相互影响，这个过程有点儿像两个溜冰的人在传球，通过传球，两个人的运动状态都在受到影响。其它两种力的相互作用也是如此。”
“这么解释，倒是也有其道理。”周铭泽点头，觉得这些知识，都有点太硬了。
没想到，玄家家主又道：“但是，因空间弯曲所导致的引力是无法通过粒子交换而来的，而且，在微观世界里，粒子的自身质量不仅小到几乎没有，还总是在杂乱无章地运动，它们之间的引力从何谈起？因此，量子理论无法涵盖引力。”
“我去。”周铭泽翻白眼：“说来说去，这些还是无法统一起来啊。”
“哈哈，是啊。”玄家家主苦笑摇头：“这也是我们在一直努力的方向啊。”
“广义相对论与量子理论不能统一，成为现代物理学最核心的灾难。”
“人们很难相信，在宇宙的微观层面和宏观层面，居然不是一个统一连贯的整体，我们对宇宙最深处的认识居然是由两个分裂的理论拼接起来的。”玄家家主摇头。
“这就尴尬了。”周铭泽也只好无奈耸肩。
玄家家主叹气：“为了能让两个理论协调起来，物理学家做过大量的尝试，他们以这样那样的方法，要么修正广义相对论，要么修正量子理论。虽然一次次的努力都胆识惊人，但结果却一个跟着一个失败。”
“那么，就没有一个更好的方法吗？”周铭泽是真的好奇了。
玄家家主想了想，微笑道：“其实也不是说没有解决方法，那么之前问您是否弹的一手好琴，这就涉及到了超弦的层面。”
“哦？终于，超弦理论来了吗？”周铭泽倒是颇为兴奋，看着在座的玄家人。
这些人，浸淫在这些知识，已经有好几代人了，看来对这些知识，也是知道的颇多啊。
玄家家主微笑点头：“一连串的疑惑不得不使科学家认真考虑：也许在基本粒子内部存在一种更深层的结构，这种结构尚未被我们所理解。”
第258章 弦与高维度（）
“那么关于超弦理论，你又知道多少？”周铭泽看向玄家家主。
“自20世纪60年代以来，在科学家孜孜不倦地努力下，一个新的理论逐渐浮出水面，这就是超弦理论。”
“超弦理论认为，在每一个基本粒子内部，都有一根细细的线在振动，就像小提琴琴弦的振动一样，因此这根细细的线就被科学家形象地称为“弦”。”
玄家家主微笑看着周铭泽：“这就如同您的琴艺。”
“拨动吉他一根弦，你会听到一个音。拨动另一根弦，你会听到另一个不同的音调，因为不同的弦振动的模式不同。”
“一个音乐家通过一个吉他的六弦合奏，使这些弦在不同频率振动，便可创造出无数美妙的音乐。”
“像琴弦的不同振动模式弹出不同的乐音那样，粒子内部的弦也有不同的振动模式，只不过这种弦的振动不是产生什么音乐，而是产生一个个粒子。”
“不同粒子的性质由弦的不同振动行为来决定，电子是以某种方式振动的弦，上夸克又是以另一种方式振动的弦，如此等等。”
“那岂不是说，我只要掌握了弦，基本就掌握了世界的本质？”周铭泽突发奇想。
此言，引得在座众人心神震荡，不过他们都没法接这话，毕竟在座众人，都赶不上周铭泽的实力，没有发言权。
“弦与粒子质量的关联是很容易理解的。弦的振动越剧烈，粒子的能量就越大；振动越轻柔，粒子的能量就越小。”
沉默片刻，玄家家主又道：
“这也是我们熟悉的现象：当我们用力拨动琴弦时，振动会很剧烈；轻轻拨动它时，振动会很轻柔。”
“而依据爱因斯坦的质能原理，能量和质量像一枚硬币的两面，是同一事物的不同表现：大能量意味着大质量，小能量意味着小质量。因此，振动较剧烈的粒子质量较大，反之，振动较轻柔的粒子则质量较小。”
“依照弦理论，每种基本粒子所表现的性质都源自它内部弦的不同的振动模式。”
“每个基本粒子都由一根弦组成，而所有的弦都是绝对相同的。不同的基本粒子实际上是在相同的弦上弹奏着不同的“音调”。由无数这样振动着的弦组成的宇宙，就像一支伟大的交响曲。”
“在量子理论中，每一个粒子还具有波的特性，这就是波粒二象性。我们明白了，粒子的波动性就是由弦的振动产生的。”
“以前，我们想象所有的物质粒子都是点状的东西，没有空间大小。但我们明白了，那一个个点粒子其实并不是一个个实体的点，而是包含有一片片更微小的空间结构，这样的空间结构的振动�
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