A. 宇宙的四种基本力是怎么产生的
今为止,多数科学家公认,在宇宙中存在着四种力:第一种是引力,它是一个物体(或粒子)对于另一个物体(或粒子)的吸引力,是四种力中最弱的一种。第二种叫做电磁力,由于它的作用,形成了不同的原子结构和光的传播。第三种是强相互作用力,它把原子核内部各个粒子紧紧地吸引在一起。第四种是弱相互作用力,它使物体产生某种辐射。早在17世纪,伟大的意大利物理学家G·枷利略,曾以一次具有深远意义的实验,挑战亚里斯多德的经典信条。他在高高的比萨斜塔上,将两个质量不等的铁球同时投下,结果两个铁球同时着地。他得出结论说,任何物体,不管是一个铁球还是一根羽毛,如果在真空中自由下落,其加速度必然是一样的,因而必定同时落地。他的这一观点,直接推动牛顿总结力学三大定律,而爱因斯坦的相对论也是在这一基础上提出来的。 可是,这一300多年来颠扑不破的真理,终于受到了严峻的挑战。一个以美国物理学家费希巴赫为首的科研小组,通过实验发现,不同质量的物体,在真空中实际上并不具有相同的重力加速度。费希巴赫推测,其原因可能是在物体下落时除了受到引力的作用以外,还受到一种尚不为人知的力的作用~~ 宇宙中的第五种力——旋转力
B. 为什么宇宙会有四种基本力
138亿年前,一个神秘的奇点发生了大爆炸,大爆炸瞬间产生的超级能量转化为基础的粒子,又很快演化为氢,氦,锂等基本元素。
这些基本元素随着宇宙的不断膨胀,又开始进行各种演化,形成了恒星,行星,星等各种天体和宇宙结构。同时还有各种宇宙法则形成。有了行星之后,一小部分小行星演化出了完美的生态系统,于是生命诞生了。
生命又经过不断地进化演化,最后诞生了智慧生命,并一步步发展为智慧文明。这一切是如此的不可思议,那么宇宙诞生以来的这一切演化是如何进行的?它们的背后到底是谁在操控这一切?
只要时间积累到一定程度,人类的科学沉淀到一只程度,我们才有希望真正统一四种基本力,而那个时候,人类就是宇宙的高级文明,而目前我们还只是处于0.7级,连一级文明都算不上。
C. 宇宙中四个基本力能否统一呢
宇宙中的四个基本力的统一是目前理论物理学追求的终极目标之一。
这里面除了万有引力之外,其它的力学都可以基本统一在电磁框架下。也就是说其它三种作用力只是一种空间(媒介)在不同的环境中表现的距离不同而已。
如果一定要统一四种力,就要改变其它三种力存在的空间结构使之成为四维时空的特例。这恐怕也不一定能行。另外一种方法就是在一个更大的空间模式下同时演绎四维时空和其它三种力的存在空间。这个模型的维度就必然是现在两个理论的两倍。按现在的物理理念很难理解。只有物质层次理念的进步才能真正实现四种力“平衡机制”的统一。
现在回到如果统一了四种力会对人类产生什么影响。当人类认识到所谓力的统一实际上只是空间不平衡的统一时。人类的科学技术水平必然会形成一个全新的时代。其进步不仅仅是在力的概念上。必将惠及全人类的进步!
D. 宇宙间的四种基本力
四大宇宙力是指:
1.强相互力,将中子与质子束缚在一起,将中子与质子内的夸克束缚在一起的力。
2.弱相互力,制约粒子衰变和放射性过程的一种力。
3.万有引力。
4.电磁力.
E. 宇宙四种基本力是哪些
万有引力、电磁力、弱相互作用力、强相互作用力
长期以来,人们有一种朴素的愿望,世界是统一的,各种基本相互作用应该有统一的起源。许多著名物理学家,例如爱因斯坦、海森堡、泡里(Pauli)等,在晚年致力于统一理论的研究,但是没有取得成功。
麦克斯韦方程统一了电和磁两种相互作用, 温伯格(1967年)和萨拉姆(1968年)在格拉肖早期工作的基础上,成功地建立了一个优美的理论,把电磁力和弱相互作用力看做是一个单一的力——电弱力——的不同表现形式,从而把它们统一起来。这模型的成功加深了人类对弱作用和电磁作用本质的认识,也推动人们在规范理论基础上,把各种相互作用力统一起来的努力。 20世纪的物理学有两次大的革命:一次是狭义相对论和广义相对论,它几乎是爱因斯坦一人完成的;另一次是量子理论的建立。经过人们的努力,量子理论与狭义相对论成功地结合成量子场论,这是迄今为止最为成功的理论。
广义相对论也有长足的发展,在小至太阳系,大至整个宇宙范围里,实验观测与理论很好地符合。但在极端条件下,引出了时空奇异,显示了理论自身的不完善。就我们现在的认识水平,量子场论和广义相对论是相互不自洽的,因此量子场论和广义相对论应该在一个更大的理论框架里统一起来。
现在已经知道,自然界中总共4种相互作用力除有引力之外的3种都可有量子理论来描述,电磁、弱和强相互作用力的形成是用假设相互交换量子来解释的。但是,引力的形成完全是另一回事,爱因斯坦的广义相对论是用物质影响空间的几何性质来解释引力的。在这一图像中,弥漫在空间中的物质使空间弯曲了,而弯曲的空间决定粒子的运动。人们也可以模仿解释电磁力的方法来解释引力,这时物质交换的量子称为引力子,但这一尝试却遇到了理论上的很多困难。
上个世纪后半叶以来,不少科学家提出了各种大统一理论,希望将四种力用一种理论统一起来,但都遇到这样那样的困难,其中只有弱力和电磁力的统一(称之为电弱力)较为满意。用规范理论统一四种基本相互作用是一种诱人的因素,但是在前进道路上也有可能会遭到失败。也许人们还会寻找新的途径去统一各种基本的相互作用。通过一系列探索、失败、成功,再失败,再成功,不断发现矛盾,解决矛盾,每一次循环都在加深着人类对自然界的认识。
基本力的相对强度:
若万有引力为1
则弱力为10^25
电磁力为10^36
强力为10^38
F. 四种基本力在宇宙中起到了什么作用
人类科学的进步依仗于物理学的进步,更准确的说是依仗基础物理学的进步,因此研究物质之间的相互作用就变得十分重要
四种基本力代表了宇宙中的一切,上世纪60年代人类物理学家成功将电磁力和弱力统一到一个理论中,称为“弱电统一理论”,后来又以杨振宁和米尔斯的“杨-米尔斯方程”为核心建立了标准模型理论,首次把强力,弱力和电磁力统一到一起。
G. 四种力的统一
什么是力的统一呢?打个比方:一个立方体,你从一个侧面正对着看过去是一个正方形,转一个角度(这是空间转动变换)就变成了两个矩形,再转一个角度还可能是三个菱形。这三种不同平面形状如何统一起来呢?答案就是统一到一个立方体上——前者不过是后者的一个侧面。力的统一思路是相当类似的——找到一个更“高维”(不一定是真实空间的维度,可以是各种内部空间的维度)的统一体,使得各力看起来只是它的某个方面,或者等价地,找到一些变换,使得在变换过程中,一种力渐渐(或突变——分立的、离散的变化)变成了另一种力。
比如电力与磁力的统一:在洛仑兹变换下,一个惯性系的静电场,在另一个惯性系看来则是大小与方向都有所改变的静电场加上一个磁场——原本没有的磁场在变换中出现了!静磁场也同样可以变换出电场来。统一的四维电磁场二阶反对称张量共16个分量,但独立分量只有6个,它们就是电场和磁场各自的3个分量。这个张量的“大小”在洛仑兹变换中保持不变,变化的是它的“方向”(因此它的各个分量会改变)。
H. 宇宙四种基本力,为什么引力没有统一
按照目前的超弦理论,引力是被统一的,不过仅仅限制于9维空间。
I. 四大基本力统一意味着什么
同一场理论就是说,爱因斯坦似乎想找到一种方式或者说找到一些公式,你也可以称它为法则,用这样一个框架去解释现有所有的力,比如重力,比如电磁力,还有我们推动的时候所产生的这些;
如果这个理论真的成型的话,它这一个理论可以解释现有物理学所有的力,就是现有的物理学框架将会崩塌,你不需要去学那么多电磁学力学,牛顿三大定律,磨磨唧唧的东西了,只需要把统一场理论说明白,它就可以解释所有的东西。
(9)四种基本力统一创造宇宙扩展阅读:
自从科学诞生之日起,科学家就一直走在统一的道路上,牛顿统一了天上地下的物体运动规律,麦克斯韦统一了电和磁,爱因斯坦统一了时间和空间,质量和能量,杨振宁统一了电磁力与弱核力;统一场论是物理学的终极梦想,如果谁真的能统一四种基本力,那么他的功绩是绝对是前所未有的。
可以这么说,宇宙中各种事物间的发展和演化,都伴随着相互联系,它们之间的联系正是通过相互作用完成的,有理由相信这之间的联系遵循一套数学描述。