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引力是自然界四種基本力中最弱的,為何我們感覺如此重要?

 東西二王 2019-09-26

現(xiàn)在科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)世界上所有的現(xiàn)象都離不開四種基本作用力,這四種作用力都重要,每種力都有其勢力范圍,缺一不可,缺了誰這個世界都會崩塌。

因此這四種基本力就是撐起世界的四根頂梁柱,都很重要,不存在哪一種更重要的問題。

說了半天,這四種基本力是什么呢?就是強力、弱力、電磁力、引力。

引力,就是我們常說的萬有引力,全稱為萬有引力相互作用力。我們之所以感受到引力很重要,是因為引力是人類最早認(rèn)知的一種力,它更多的表現(xiàn)在宏觀方面,而且無處不在,是長程力。

特別是影響著我們賴以生存的天體星球,而恰恰天體運行又是看起來很神秘,很高端大氣的事物,所以就覺得重要了。

引力是四種力中最弱的力,其弱到什么程度呢?我們這樣來理解吧,如果把強力作為1,弱力就是它的10^-13倍,也就是10萬億分之一倍,而電磁力則是強力的1/137,引力呢則是強力的10^-39倍,也就是千萬億億億億分之一倍。

從上述四種力量的對比來看,引力弱爆了,名為“弱力”的力實際上并不弱,比引力強大26個數(shù)量級。而同為長程力,且更多表現(xiàn)在宏觀的電磁力則為第二強力。

引力是長程力,就是說引力的影響很長很長,到底有多長呢?理論上是無限遠(yuǎn)。比如你我他無論男女老少,都存在引力,這種引力的影響可以到天邊,到宇宙盡頭。

不過引力的影響與質(zhì)量大小成正比,質(zhì)量越大的物體引力就越大,反之越?。欢乙娙跖c距離平方成反比,距離越近引力越大,反之越小。

因此雖然一個人、一輛汽車、一棟房子、一座山都有引力,但這種引力微乎其微,很難感受到,距離一遠(yuǎn)就更無法感測了,所以引力是最弱最弱的力。

盡管如此,我們隨時還是能夠感受到引力存在的。比如我們每天都在地上行走,這就有賴于地球的引力,如果沒有引力存在,我們就會漂浮在空中;比如我們想跳起來,使出吃奶的勁也跳不了多高,這就是引力在作怪。影視中那些大俠能夠飛檐走壁,如果沒有破解引力魔咒,那就是扯蛋。這些大俠都真人不露相,奧運會上從來也不見他們的身影。

一個人如果在高樓或者懸崖上,向上一縱想飛上天,那是不可能的,只能是跳的高摔得重,“巴嘰”摔成肉餅。這也是引力作用。

宇宙天體運行都受著引力的制約,由于有了引力存在,這個宇宙才能夠變得更有規(guī)律,各行其道,生生不息。

我們地球人類等一切生態(tài),都受著地球引力的制約,各安本分;地球受著太陽引力的制約,歪著個脖子圍繞著太陽公轉(zhuǎn),四季分明;太陽以每秒250千米的線速度圍繞著銀河系公轉(zhuǎn),2.5億年轉(zhuǎn)一圈;銀河系又在更大的天體系統(tǒng)~本星系群、本超星系團(tuán)中,在引力作用下運行。

整個宇宙都在一個大的引力圈中運行著,引力造就了更大的天體結(jié)構(gòu),造就了恒星、白矮星、中子星、黑洞。當(dāng)一個物體濃縮到自己質(zhì)量的史瓦西半徑中時,最弱的引力就會變成最強最強的力,無限曲率,把進(jìn)入其勢力范圍的一切撕碎吞噬,連光也無法逃逸,而且把這一切帶往另一個世界(黑洞中心奇點是超時空,不屬于我們維度世界),這就是黑洞。

引力從無聲無息悄悄穿梭于宇宙空間,到極端天體的氣勢磅礴吞噬一切,在人類眼中上演著一幕幕時而小橋流水時而驚濤駭浪,所以人們覺得它很重要。

但如果沒有強力和弱力的支撐,這個世界同樣不會存在,就會更沒有規(guī)矩和方圓。

強力全稱為強相互作用力,又稱強核力。這種力主要作用于原子層面,可以說沒有強力的存在,原子就是一盤散沙。我們知道這個世界所有的物質(zhì)都是由原子組成的,原子沒了,還有這個世界嗎?

強力是世界上已知最強的力,正由于此,人類要把一個原子粉碎,把原子核分開或融合,現(xiàn)在只有兩種極端方法,一種是在大型強子對撞機里,將兩束粒子按相反方向加速到接近光速,然后讓它們對撞,從而敲開原子的外殼,使兩個核子融合成一個新的物質(zhì)。

還有一種方法就是通過核聚變,在極高溫度或極高壓力下,使核外電子成為自由電子,暴露平時保護(hù)的密密實實的原子核,使得不同的核子融合在一起,創(chuàng)造出新的物質(zhì),并釋放出巨大的能量。

這兩種方式都需要巨大的能量和極端的條件,可見核力是一種多么強大的力。

弱力的全稱為弱相互作用力,又稱弱核力。這是四種力中第二弱的力,且作用距離最短,只在電子、夸克層子、中微子等費米子層面發(fā)生作用。別看它作用范圍人類目前還無法直觀的看到,但它卻制約著放射性現(xiàn)象,我們世界上普遍存在的X射線、α、β、γ射線中的粒子,就是靠弱力從原子核內(nèi)部把它們拋射出來。

如果沒有弱力的存在,這些射線就不存在,這個世界還存在嗎?

強力弱力主要主導(dǎo)著微觀世界,里面的理論很復(fù)雜,而且有些還在探索和研究中,在這里就不做深入探討了。

電磁力全稱為電磁相互作用力,本質(zhì)是帶電粒子與電磁場的相互作用,以及帶電粒子之間,通過電磁場傳遞的相互作用。

這個“帶電粒子”看起來似乎是微觀世界的東西,但實際上,電磁力和引力一樣,主要表現(xiàn)在宏觀世界,而且也是長程力,理論上電磁力的影響可以達(dá)到無限遠(yuǎn)。

我們收到百億光年外傳來的光和電磁輻射,就是電磁力的一種。

電磁力實際上是我們參與和身在其中最多的力,我們了解的世界和參與的社會活動,幾乎都和電磁力有關(guān),我們見到的現(xiàn)象最廣泛的就是電磁力在控制。從原子和核外電子運行規(guī)律,到電波、陽光、電力運行、摩擦力、機械力、聲波等等,都是電磁作用力的外在表現(xiàn)。

可以說,沒有電磁作用力,就沒有世界上的一切。我們平常各種活動和看到的各種想象,如大氣擾動、電閃雷鳴、飛機火箭、高鐵汽車、手機電視、量子通訊等等,包括吃飯拉屎都屬于電磁作用力驅(qū)動,只是我們從來沒有往這方面想而已。

因此我們對電磁力實在是不識廬山真面目,只緣身在此山中。

我們中學(xué)學(xué)的都是摩擦力、聲波、機械力等等,以為這個世界有更多力,這些實際上都是電磁力的表現(xiàn)形式,其本質(zhì)都是電磁力。

說了這么多,我想大家應(yīng)該清楚了,這個世界上并不是只有引力才重要,人類目前已知的四種力都很重要,它們共同玩轉(zhuǎn)著這個世界,缺一不可。

今后會不會更深入發(fā)現(xiàn)某種新力的存在呢?這是個未知數(shù),沒有證據(jù)的事情可以想象和研究,但不能夠下結(jié)論。目前科學(xué)界正在努力的挖掘這四種力更深層次的本質(zhì),它們會不會像進(jìn)化論揭示的那樣,我們現(xiàn)在千姿百態(tài)的生物世界,包括人類,最老的祖宗都是幾十億年前那一個原始細(xì)胞,而這四種力最深的根源就是同氣連枝呢?

這就是所謂的大統(tǒng)一理論,人們已經(jīng)看到了強、弱、電三種力統(tǒng)一的希望,但依然還有矛盾需要解決,而引力統(tǒng)一進(jìn)來還完全沒有一點譜。能不能實現(xiàn)這個四種力的大統(tǒng)一愿望,實現(xiàn)了這個大統(tǒng)一會給人類社會帶來什么樣的變化,現(xiàn)在給出結(jié)論似乎還為時過早。

但有一點可以肯定,人類社會就是在對自然界的不斷深化認(rèn)識中前行的,每有一個重大突破,就將帶給人類文明一次飛躍,我們期盼著這樣的飛躍。

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