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物理學中力的原理

圖文 更新时间:2024-12-14 11:33:05

物理學中力的原理?學過基本物理的同學們應該都知道,在傳統物理學中,宇宙中有四種基本力在起作用,強核力、弱核力、電磁力以及引力,它們在不同的領域内起着各自的作用,各自具有不同的強度,而它們也是我們所知的宇宙大部分現象背後的原因,從打籃球到向太空發射火箭,再到粘住冰箱上的磁鐵,我們所有人每天所經曆的所有力量都可以歸結為這4個關鍵的基本力,但宇宙中仍然存在許多未知的現象無法用這四種基本力來解釋,比如我們仍然不知道什麼是暗能量,它是如何擴展宇宙的,或者暗物質到底是由什麼組成的,這不僅讓科學家懷疑,宇宙中是不是存在着第五種未知的力量?,現在小編就來說說關于物理學中力的原理?下面内容希望能幫助到你,我們來一起看看吧!

物理學中力的原理(第五種力真的存在嗎)1

物理學中力的原理

學過基本物理的同學們應該都知道,在傳統物理學中,宇宙中有四種基本力在起作用,強核力、弱核力、電磁力以及引力,它們在不同的領域内起着各自的作用,各自具有不同的強度,而它們也是我們所知的宇宙大部分現象背後的原因,從打籃球到向太空發射火箭,再到粘住冰箱上的磁鐵,我們所有人每天所經曆的所有力量都可以歸結為這4個關鍵的基本力,但宇宙中仍然存在許多未知的現象無法用這四種基本力來解釋,比如我們仍然不知道什麼是暗能量,它是如何擴展宇宙的,或者暗物質到底是由什麼組成的,這不僅讓科學家懷疑,宇宙中是不是存在着第五種未知的力量?

許多人懷疑第五種力的存在,但是它真的不存在嗎?其實到現在,人類掌握的物理知識仍然有限,對于第五種力,許多科學家很确定它存在,但還沒有完全理解。在一段關于哈勃望遠鏡收集的數據中,科學家發現缺少了一種東西,可能是一種能量源,或者時一種幹擾哈勃常數的力。宇宙在膨脹,而哈勃常數是描述宇宙膨脹的數值,但當我們試圖理解這一現象時,會出現一個問題,那就是我們沒有正确的知識來分析這種力量,也就是說我們的物理學是不完整的。

我們可能不得不改變很多關于我們所知道的宇宙物理學的東西來理解我們還不知道的東西,這可能會讓很多人感到害怕,畢竟人類對于未知總是恐懼的。來自諾丁漢大學的研究人員發現,被稱為對稱子的假設粒子正在産生太空中的隐形牆,并将星系保持在其軌道上,但這種假設的粒子到底是什麼?誰也不知道。

多年來,科學家一直試圖從我們目前的粒子和力的角度來理解暗物質和暗能量,但他們根本無法解釋主要的宇宙學現象,如宇宙為何以前所未有的速度膨脹速度更快,或者說是什麼将星系的形狀聯系在一起。有趣的是,這兩種現象在某種程度上是相關的。其中一個候選解釋是所謂的simatron場,據說它像希格斯場一樣滲透在空間中。

希格斯場是一個理論能量場,存在于宇宙的每個區域。該場伴随着一個已知的基本粒子——希格斯玻色子存在。由于希格斯玻色子又稱上帝粒子,它被磁場用來不斷地與其他粒子(如電子)相互作用,而希格斯玻色子為每一個進入其磁場的粒子提供質量,因此科學家認為它可以與它相互作用的一切(如星系)創造形狀,但這一切隻是猜測。

為了證明太空中确實存在着看不見的牆,科學家必須用望遠鏡對早期的宇宙進行觀測。而詹姆斯·韋伯望遠鏡等太空儀器可能會對這一研究有所幫助,韋伯望遠鏡可以看到宇宙早期的光。在關于早期宇宙模型中,科學家假定小星系應該散落在雜亂的星系中圍繞較大星系旋轉,但大多數圍繞較大星系旋轉的小星系排列在薄而平坦的平原上,有趣的是,這些圓盤或平面與土星環極為相似,這使得空間中似乎有一道看不見的牆,将這些星系排列成一個有序的結構。

天文學家通常将這些牆稱為銀河系的衛星,它可以位于整個銀河系的同步軌道上,在過去幾年中,他們也在鄰近的星系中觀察到了它們。然而,正如希格斯粒子一樣,在證實粒子存在之前,希格斯粒子的質量是未知的,對稱子的物理性質無法确定準确預測不同于希格斯玻色子,希格斯玻色子的存在已被地球上的實驗所證實。然而沒有人能說對稱子的質量是多少,也沒有人能說它們與正常物質的相互作用有多強,這就是為什麼它們被稱為薛定谔貓的原因,因為很難證明它們是否存在,也沒有辦法打開盒子,科學家猜測或許其他四種力可能會提供線索!

正如我們前面提到的,支配可觀測宇宙的四種自然力是重力、電磁力、弱核力和強核力重力。重力是導緻任何兩個有質量的東西,如原子、人、行星、恒星等相互吸引的力,質量越大,極點就越強。電磁力是電和磁的混合,事實上,它比電磁力更能解釋帶正電或負電的東西是如何相互作用的。磁電荷可以産生電荷,反之亦然,這些相互作用負責發電,這是一種重要的電磁現象,它推動和拉動物體的方式主要是靠電池和磁鐵等物體中的能量,但它也包括光,光隻是電磁輻射波。最後兩種力的強弱理論上比重力強,但它們僅在微觀層面上工作,即在非常短的距離内,這意味着在原子之間的微小空間和更小的空間中,量子物理開始讓一切變得非常奇怪,這就是為什麼它們被稱為強核力和弱核力。

事實上,強核力是四種已知力中最強的,基本上是将一切結合在一起的粘合劑。它負責保持質子和中子的穩定,然後讓它們加入并成為原子核。弱力與強力相反,它負責放射性衰變。它控制着核水平上的事物如何分解。當然,弱核力也負責聚變,并保持我們的可愛太陽很明亮,很溫暖

但是我們僅僅知道了這些力是什麼,我們不知道它們會什麼會運行,它們存在的原因是什麼,關于這個問題,科學家提出了所謂的力載體粒子效應。力載體是在事物之間傳遞信息并告訴它們如何行為的粒子,你可以将力載體視為四種基本力中每一種的袖珍構造。它們不僅列出了如何行為的所有規則,而且還強制力行為根據這些規則,你可以稱它們為一個力來強迫它們,或者稱它們為有史以來最強大的力來強迫它們,而這些力載體都被歸類為玻色子。

2015年,匈牙利科學院的一組物理學家看到了加利福尼亞大學歐文分校物理系所稱的困惑實驗數據中的異常,當時匈牙利人不确定異常是什麼,但他們指出存在一種新的輕粒子,匈牙利人無法計算出這個粒子是否有質量,就像光子一樣。後來,加州大學歐文分校的一位物理學教授喬納森·方将這個粒子命名為x玻色子,至少目前為止,人們認為x玻色子所攜帶的力與電磁力非常相似,而正常的電力作用于電子和質子這一新發現的玻色子隻與電子和中子相互作用,而且作用範圍極為有限,這就是我們所知道的x玻色子,也是關于第五種力的猜想。

諾丁漢大學的新研究認為,這第五種力很可能和構成了星系之間和星系周圍的空間牆有關,但有關這項研究的更多細節尚未公布,你認為真的存在第五種力嗎、歡迎留下你的看法!

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