宇宙中的四大基本力 在我們的生活中每做一件事,都會(huì)產(chǎn)生力的相互作用,例如你拿起水杯喝水的過程,在經(jīng)典力學(xué)看來,你給水杯提供了一個(gè)向上的力,改變了水杯靜止的初始狀態(tài)。不過我們平時(shí)所說的推力、提升力、摩擦力并不是宇宙的基本力,而是電磁力的一種表現(xiàn)形式。 還拿水杯來說,你拿起水杯的過程其實(shí)就是你手臂產(chǎn)生的電磁力在對(duì)抗萬有引力的過程,在這個(gè)過程中我們能清楚地感受到電磁力要比萬有引力強(qiáng)的多,畢竟產(chǎn)生萬有引力的地球要不我們手臂看去來要強(qiáng)壯的多,而且一個(gè)生物能夠舉起比自己體重大得多的重物,這一切都得益于電磁力比引力強(qiáng)了36個(gè)數(shù)量級(jí)。 而且在生活中我們能看到的宏觀世界所產(chǎn)生的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)和變化,也就是看到的所有現(xiàn)象都是由電磁力和萬有引力支配的,因?yàn)檫@兩種力是一種長(zhǎng)程力,作用范圍沒有限制,可以在微觀上起作用,也可以在宏觀上達(dá)到無限遠(yuǎn),而且還能夠因?yàn)殡姾苫蛸|(zhì)量/能量的增加正向疊加。所以說這兩種力,控制著我們的宏觀世界。 其中電磁力的相互作用方式是通過帶電粒子互相傳遞光子來實(shí)現(xiàn)的,而引力根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)模型的預(yù)測(cè),也是存在一個(gè)傳遞力的粒子,不過我們目前還沒有發(fā)現(xiàn)這種引力子。而廣義相對(duì)論認(rèn)為,質(zhì)量/能量會(huì)影響彎曲周圍的時(shí)空,而彎曲的時(shí)空又會(huì)影響質(zhì)量/能量物體的運(yùn)動(dòng)方式,這種物體在彎曲時(shí)空中的運(yùn)動(dòng)變化,就表現(xiàn)出了引力。 在宇宙中除了宏觀世界以外,還存在著控制微觀世界的法則,其中包含兩種力:強(qiáng)核力和弱核力,雖然強(qiáng)力比引力強(qiáng)力38個(gè)數(shù)量級(jí),就連弱力也比引力強(qiáng)了32個(gè)數(shù)量級(jí),但它們的作用范圍有限,分別為10^15米和10^18米,超過這個(gè)距離這兩種力就失去了作用。 其中強(qiáng)力將不同色荷的夸克通過傳遞膠子的方式結(jié)合在一起形成質(zhì)子和中子,而質(zhì)子和中子也是通過強(qiáng)力結(jié)合成原子核的,弱力通過控制釋放W、Z玻色子來控制粒子的衰變。 通過對(duì)四種基本力的了解,其實(shí)我們可以看出引力雖弱,但是其他的力也不會(huì)影響引力的作用方式,換句話數(shù),強(qiáng)力它在怎么強(qiáng)也不會(huì)去干擾引力對(duì)微觀和宏觀世界的控制。 最弱的引力為何會(huì)形成宇宙中如此強(qiáng)大的天體 我們經(jīng)常會(huì)說,引力是一個(gè)很容易失控的力!為啥這么說呢?因?yàn)樵谟钪嬷写嬖谥罅康馁|(zhì)量/能量物體,而引力的作用范圍又沒有限制,所以當(dāng)質(zhì)量/能量大量聚集的時(shí)候引力也會(huì)變得非常大。 我們知道黑洞這種極端的引力天體來自于大質(zhì)量恒星死亡后的核心殘骸,一顆恒星在主序星階段(燃燒氫的階段)核心聚變產(chǎn)生的輻射壓力(可以認(rèn)為是電磁力)和質(zhì)量產(chǎn)生的引力相互對(duì)抗平衡,當(dāng)恒星首先將核心中的氫燃燒完以后,就會(huì)開始燃燒堆積在核心的氦,那么恒星就脫離了主序星階段,因?yàn)檩椛鋲毫Φ脑鰪?qiáng),恒星會(huì)膨脹為一顆紅巨星,更重的元素會(huì)繼續(xù)往核心堆積,核聚變依然會(huì)在核心的外層繼續(xù)進(jìn)行! 質(zhì)量在太陽質(zhì)量8-10倍的恒星,會(huì)一直將輕元素聚變?yōu)殍F元素,而鐵元素已經(jīng)無法在聚變下去,就會(huì)導(dǎo)致最核心聚變的停止,并且當(dāng)核心的鐵核質(zhì)量堆積達(dá)到3倍左右的太陽質(zhì)量時(shí),引力會(huì)將核心壓縮為一顆黑洞,并且在短時(shí)間內(nèi)釋放出巨大的引力勢(shì)能,將整個(gè)恒星外層炸毀,形成核坍縮型超新星爆發(fā)。 從黑洞的形成過程我們可以看出,這一切都有由引力和電磁力互相作用形成的,其實(shí)跟強(qiáng)力和弱力沒有任何關(guān)系,因?yàn)楹暧^世界的事情本身就不再他們管轄的范圍內(nèi)。 黑洞這種天體其實(shí)從定義上看,就是一個(gè)光都無法逃脫的極度彎曲的時(shí)空區(qū)域,而唯一能夠?qū)r(shí)空產(chǎn)生彎曲效果的正是質(zhì)量/能量,所以不管引力由多么的弱,只要有足夠的能量,都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)極度彎曲、光線無法逃脫的時(shí)空區(qū)域。
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