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如果质量使时空弯曲,电荷会怎样?

编辑:网友投稿来源:互联网整理更新时间:2020-09-16 09:11:31

它取决于你所指的“电荷”的理论框架(大概是电荷,因为除了引力和电之外还有其他种类的电荷)。

在经典电动力学,电荷粒子的属性就像质量,如果我们的宇宙是由一种粒子(电子),那么,在某种意义上,重力会“消失”即是包含一个小的吸引力修正所有粒子之间的普遍排斥电荷

宇宙中的每个粒子都有相同的电荷/质量比

两种力都根据平方反比定律减弱。

现在,这个论点没有考虑到磁场,并且在某种程度上,它们的效应可能不同于重力效应,对于相同的电荷配置,人们可能仍然能够分辨出重力是一个单独的力。

但是,忽略这些细微之处,这就是等效原理不能应用于电磁力的原因。正电子和质子具有相同的电荷,但是质子的质量是正电子的1836倍。相反,每个粒子的引力荷与它的质量成正比。因此,质子的引力电荷是正电子的1836倍。

有这个常数之间的关系质量和引力收取所有的粒子,这是本质上的等效原理的一份声明中,是允许一个re-conceptualize指控的加速度响应引力场的影响在后台“改变”即时空的曲率。

因为在我们实际的宇宙中,电荷与质量之比并不是对所有的粒子都是一样的,所以你不能对电磁力这样做。你能得到的最接近的说法是,它们的相互作用是由于它们各自的电磁场介导的电荷之间的效应,而这些电磁场以某种方式渗透了整个空间。但是什么是电磁场呢?

这个问题的答案肯定能回答你的问题(至少在经典的机电背景下),但据我所知,这个问题也没有得到回答,也没有得到太多关注。主要的原因,我怀疑,是人们根本不认为试图理解这是一个非常有启发性的努力,因为他们认为经典的机电是一个近似的量子理论的电磁,即量子电动力学。

我个人的观点是,这本质上是一种逃避。麦克斯韦理论有效性的定义良好的领域,在这个领域,可以构造一个自包含的电磁场概念,类似于重力的概念是时空曲率(由“类似”,我并不意味着暗示这种结构必然反映时空的曲率,虽然我并不意味着规则,),但是,就我所知,没有一个存在。

最好的我们能做的就是讨论额外的“自由度”,但从本质上说,这些是只是数字,我们分配给每一个点在空间不理解所代表的基本结构(麦克斯韦自己似乎已经想到的齿轮或乙醚,但我们现在知道,这些结构不正确)。记住,把这些现象称为“场”或者其他什么,只是把我们对它们所代表的自然界基本结构的无知称为场。

除此之外,据我所知,麦克斯韦的理论还没有严格地从量子电动力学推导出来。所以在麦克斯韦理论的范围内,我认为你的问题现在仍然是一个悬而未决的问题,尽管很少有人考虑这个问题。

然而,在量子电动力学(QED)的领域里,至少在表面上,你的问题有一个直接的答案,那就是,电荷所做的就是不断地将力交换载体发送给其他粒子,然后依次接收它们的载体。实际上,这些就是光子。所以,你看,这里“场”的整个概念,与经典物理学中完全不同,但它的优势是,它在基础层面上被更好地理解。

我说“轻微”是因为QED中同样的问题最终也会出现,如果你挖掘得足够深的话:什么是“光子”?在空间中以光速运动的电磁场的激发。什么是电磁场?一种填充空间的实体,它表现出某种对称,让我们能够将特定的数字与空间中的点联系起来……听起来是不是很熟悉?
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