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標題: 宇宙中的引力场 [打印本頁]

作者: 逆行的枫 時間: 2023-7-22 15:38
標題: 宇宙中的引力场
引力场还对宇宙中的其他物理现象产生重要影响。例如，黑洞是一种质量极大的天体，它的引力场非常强大，甚至连光也无法逃脱。黑洞的存在使得光线被弯曲，时间被扭曲，形成了许多奇特的现象。黑洞的引力场还可以吸引周围的物质，形成一个称为“黑洞吸积盘”的结构。

引力场的研究对于理解宇宙的起源和演化过程至关重要。科学家们利用引力场的性质来研究星系的形成和演化、宇宙的膨胀和加速以及暗物质和暗能量等神秘的物质和能量。通过观测和模拟引力场，科学家们可以推测宇宙的结构、性质和演化的方式。

总之，宇宙中的引力场是一种令人着迷的力量，它影响着宇宙中的物体运动和结构形成。通过深入研究引力场的性质，我们可以更好地了解宇宙的本质和演化过程，推动科学的进步，并揭示宇宙中的奥秘。

牛顿在经典力学体系中使用万有引力定律描述物体之间的引力作用，而这种相互作用的特殊性在于仅与物体的质量和物体间距离相关。在万有引力定律中，引力被描述为空间中任意两个具有质量的物体之间的点对点相互作用（见引力）。而实际上，引力并不是两个物体间实质性的吸引相互作用力，而是一个物体所具有的物理性质对另一个物体的运动产生的影响，这个物理性质同时也是一个物理量，能够用定量的理论来进行刻画和描述，这就是引力场理论。
在场论提出前，物理学家把粒子的相互作用看成是某种东西越过粒子之间的距离而直接作用于粒子——即所谓的超距作用。场论最先是由詹姆斯·克拉克·麦克斯韦在19世纪提出来描述电磁现象的，与之前不同的就是，场论认为作用都是局部现象，每个粒子在其自身所在地点与场发生相互作用。20世纪初阿尔伯特·爱因斯坦发展了他的引力场论，即广义相对论。爱因斯坦认为空间是物质所具有的一种属性，而在具有质量的物质附近，空间是弯曲的，而黎曼几何被成功的应用于广义相对论中，用来将弯曲的空间几何化，并能够将对引力场的理论描述精确定量化。广义相对论的理论体系建立之后，科学家通过对天文现象的观测验证了其有效性和准确性。

引力场

就在人们认为广义相对论已经精确的描述了我们所认知的宇宙空间时，在20世纪70年代初，科学家观测宇宙其他一些星系中的恒星运行速度时就发现，越远离核心的星系，其绕中心旋转的速度并不都是衰减下去，而是具有和内圈恒星相似的速度。这个现象与越往外物质越少，引力也越小，速度也应该越低的常规不符。科学家们大胆地猜测：宇宙中一定有某些物质没有被我们的天文观测所发现，这些物质被称为“暗物质”，能够提供额外的引力场。
20世纪末，哈勃太空望远镜的观测结果支持了宇宙经历了减速膨胀到加速膨胀的阶段，而这一现象在广义相对论中对应于爱因斯坦所提出了宇宙常数不为零的情况，科学家因此提出了“暗能量”的概念，认为是这一部分能量使得广义相对论能够准确描述宇宙的膨胀行为。
暗物质与暗能量尽管在某种程度上弥补了广义相对论和天文观测之间的差距，但对它们的未知仍然远远大于已知，这也许是物理学和天文学进一步发展的潜在突破口。

科学家们一再通过各种的观测和计算证实，暗能量在宇宙中占主导地位，约占73%，暗物质占近23%，我们所熟悉的物质仅约占4%。所以宇宙的运动不是由我们所熟悉的物质来推动的，而是由暗能量来推动的。太阳系和银河系的运动都是旋涡型的，所以，暗能量必定以一种旋涡运动的形式存在，以便推动它们的这种运动。结果，在暗能量运动的范围内就会形成一种旋涡场，我们称之为暗能量旋涡场，简称为旋涡场。
旋涡场存在如下三种状态：膨胀、收缩和平衡。当太阳系旋涡场处于膨胀状态时，所有的行星都会远离太阳而去。当太阳系旋涡场处于收缩状态时，所有的行星都会向太阳靠近。当太阳系旋涡场处于平衡状态时，行星绕太阳运动的状态就会保持不变。就这情况来看，太阳系旋涡场处于平衡状态。在这种状态下，太阳系的暗能量将全部转化为太阳和行星运动的动能。换言之，太阳系的暗能量和太阳系物质运动的总动能是相等的。以En来表示太阳系的暗能量，以Ep来表示太阳系物质运动的总动能，则

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作者: penniyilian 時間: 2023-9-20 08:56
宇宙中的引力场

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