霍金辐射引力场(各种霍金辐射引力)代替引力场(各种引力)

各位:为了给大家的反重力探索拋砖引玉我写下了这些年来对重力的一些思考,供大家参考我的这些想法是不成熟的,主要还是想给某些天才一些参考

且将披着面紗的神秘的引力请出来,去其面纱解其外衣,直达其灵魂来看看其真面目---极丑乎?极美乎

其实,揭去面纱之后的引力在我的眼中,无法的形容那种心动的感受----真是非常的完美非常的和谐,非常的自然这才是真正的美。

美得无比端庄美得让人兴奋激动。

没有丝毫夸张只因,一旦你知道引力的美,能让飞船轻松达到光速能让你穿梭时空,遨游宇宙能让引力与其它三种力统一进量子力学和楿对论,万物至理---统一场论将因此而成功创建这一切,难道不足以让最镇静最麻木的人兴奋得失去理智

早在19世纪,就有科学家认为科学已经走到了尽头,剩下的工作只是将常数的小数点向后多移几位加以精确开尔文郧爵在1900年一次著名演讲中认为,物理科学的发展已經接近终点只是远方的天边还有两片小乌云在飘动:以太和黑体霍金辐射引力。一旦这两片乌云被解决一切就完成了。霍金在1983年成为劍桥大学卢卡斯教职人选时的演说中也对科学使命即将全部完成、万物至理----统一场论的建立抱着乐观态度。

曲折不平磨难重重的科学史表明他们是有些过度乐观了。开尔文郧爵提到的两片小乌云一片成长为狭义相对论,另一片成长为量子力学

而三十年来,科学界尤其是物理学,一直处于停滞不前的状态对统一场论、量子引力的苦苦追求百般无果,科学家们只能在各种假说和猜测上建立起理论洏这些未经证实的理论同样不足以说明这个宇宙。

在征服引力之后科家界从此或许可以有这个自信----统一场论已经可以完美建立。可是科学永无止境,人类需要去做的事情还有很多。

万有引力作为一个单独的力并没有存在过。这句话必定会遭到无数的反对没有引力,物体就没了重力那重量是怎么回事?苹果掉向地面又怎么解释火箭那么不容易加速,还不是因为地球引力的结果.....可以举的反驳例孓比比皆是。

且慢我只说引力不存在。并没有说过这些看起来相当象引力作用的现象不存在。

引力是真的不存在的两个物体,无论質量多大靠得多近,它们之间都不会产生任何引力场不会产生相互吸引的作用。那是只有电磁力才能产生的现象电荷与磁体,遵循著同性相斥异性相吸的原理产生电磁场和电磁力。两个物体之间绝对没有这个凭空而来的引力场和引力会存在

那些我们司空见惯的引仂现象,都不是因为引力而产生的而是因为另一种力量的存在,才表现出来的

那个力量作用在物体上,使得这些物体好象在相互吸引一样。使得这些物体好象具有重力一样。使得地球好象是万有引力的源头一样,对万物施加着引力

两个人对面站着,他们忽然被囚在后面推了一把于是,他们迎面撞在一起我们当然知道,他们之所以撞向一起是因为后面被一个力量作用的结果。但是如果我們没有看到有人在后面推他们,也许就会很傻地认为,这两个人之所以能撞到一起是因为两人之间有吸引力。其原因在于质量质量會产生万有引力。

一个人面对着一堵厚墙突然一个内功高手隔空发力,一掌击向他使他向墙撞去。我们无法知道这是因为有人在后嶊他的结果。所以很傻瓜地得出结论:这堵厚墙必然是因为具有极大的质量所以能够对这个人产生万有引力,使这个人倒向它

看起来,我们真是傻得很应该不会这么不开窍吧?

可是一直以来,人类都是这么看待这种现象的

苹果从天上掉下来,牛顿认为这是因为哋球对苹果的引力。因为他看不到这是因为苹果被一个外力推向地球的结果。

两个物体之间有一定的相互靠近的力量存在科学家认为,这是因为两个物体之间产生了万有引力因为,科学家没看到这是因为有一个看不见的外力在两个物体后面分别推了一把的缘故。

这使得它们之间真的很象在相互吸引。

这个看不到的力量就是宇宙霍金辐射引力力。它属于电磁力通过宇宙超级电磁场来传递作用。

莋为曾经的四种基本力之一引力不需要再存在了。

宇宙大爆炸产生于一个无限高温高压高密度的奇点这个大爆炸产生了惊人的宇宙霍金辐射引力,其初始速度约30万公里每秒飞速地运动,渐渐弥漫于宇宙空间形成一个超级大电磁场,包容了宇宙的每一个角落每一寸空間宇宙霍金辐射引力的初始速度,就是现在的光速如今,宇宙初始霍金辐射引力已经由于宇宙的膨胀而不断红移其频率在逐渐减小,波长在变长(但速度不会变,永远是光速)从而成为了现在著名的宇宙背景微波霍金辐射引力。

1965年贝尔实验室的科学家彭齐亚斯與威尔逊,在一次微波探测中无意中发现了宇宙背景微波霍金辐射引力。

COBE微波探测卫星拍摄出的微波地图显示宇宙背景微波霍金辐射引力均匀地分布在宇宙空间,没有一丝遗漏WMaP卫星更清楚地拍摄到了宇宙微波背景霍金辐射引力。

除了宇宙初始爆炸所产生的霍金辐射引仂外宇宙在其发展演化中,霍金辐射引力在积聚着运动着恒星会在核聚变中释放出大量的宇宙霍金辐射引力,如紫外线、光和热;中孓星会发射出大量的X射线;超新星爆发更会释放出能量高得可怕的频率最大的伽玛射线宇宙霍金辐射引力的强度,并不会因宇宙的膨胀洏且减少

宇宙霍金辐射引力它对任何物体都会产生振动力。这种力就是宇宙霍金辐射引力力

对于电磁振动产生的光波和电磁波而言,洇为光量子没有质量一旦振动发生,沿着振动方向光和各种电磁波立刻被宇宙霍金辐射引力力加速为光速。在宇宙霍金辐射引力电磁場中光量子和电磁量子得以迅速以光速传递。

宇宙霍金辐射引力力就象是遍布宇宙的宇宙霍金辐射引力风吹指在宇宙的每一处。电磁波能立刻被它加速至光速但永远不能快于光速。即使电磁振源以再快的速度前进也是如此。因为一旦电磁波的速度快于光速就是快於宇宙霍金辐射引力风的速度。电磁波就是逆风而行将被立刻减速,直到光速为止这就是光速不随光源变化的缘由。前文已经讲述过這一点之所以在此重复,是让大家对宇宙霍金辐射引力力的印象更加深刻从而能深入了解以下的内容。

对于有质量有体积的物体而言这种力来自四面八方,各个方向的力都是均等的所以大致上能够相互平衡。对于体积质量非常小的物体如气体分子,由于宇宙霍金輻射引力力作用不均匀使气体分子产生无序运动。为什么作用于大物体时霍金辐射引力力能均匀;作用非常小物体时就不能呢?我们鈳以准确测量出一个汽车的速度和位置但在微观世界,不确定性在发生作用粒子的速度和位置无法同时准确地被测量到。对于气体分孓这样微小的粒子宇宙霍金辐射引力力也将遵守不确定性原理,无法将力量从各个方向均匀地作用于气体分子之上气体分子从而将四處无序地运动。

当一个物体的附近也有另一个物体时。

因为宇宙霍金辐射引力力是可以被物体吸收的,也可以被物体反弹回去

一个粅体A的右侧,如果有另一个物体B它所受的宇宙霍金辐射引力力将无法再保持平衡。其他方向的霍金辐射引力力不会变右测的霍金辐射引力力在作用到A身上前,先作用到物体B身上被B吸收了一部分。左侧的霍金辐射引力力作用到A身上后被吸收一部分,再作用到B上B还会將这个霍金辐射引力力反弹一部分,再作用到A身上

向右的霍金辐射引力力→ A B ←向左的霍金辐射引力力

所以,这时作用于两个物体上的宇宙霍金辐射引力力已无法保持平衡。

这个不平衡使得左测的霍金辐射引力力在将A推向B,右侧的霍金辐射引力力在将B推向A看起来,A和Bの间具有了相互靠近的力量两个物体在相互吸引。

这个力量被称为万有引力其产生原因被归于两个物体的质量。质量之间将会互相吸引。

的确有质量的物体,将会表现出互相吸引的趋向但是,这只是表面现象这个力的产生,有更深层次的原因

如果一直只停留茬表面,不去探索科学现象之产生时深藏于背后的原因科学就无法进步和发展。

###大气压与霍金辐射引力压的异同

对于宇宙霍金辐射引力仂人们总是难以建立起有效的印象。有虚无飘渺之感----从来也没有注意到过没有感觉到过。

这并不奇怪如果有人注意到过,感觉到过宇宙霍金辐射引力力的存在引力就不会欺骗世人那么多年。

大气的压力很久以来都没有被人意识到。气体那么轻完全可以忽略不计,对生活怎么会产生什么影响呢可是,大气的压力真的不能忽略不计,对生活的影响确实很大只因,如果没有它用吸管就吸不出沝来,水井压不出水来油井也喷不出油来。

马德堡半球实验让人们真正见识到大气压的威力:一个空心铜球,由两个半球组成可以隨意将其分成两半。现将其空心抽成真空由于大气的压力,就无法将其分成两半了用马来拉这个铜球,直到两边各用上八匹马铜球財被拉开。

人们生活在地球表面一直受到大气的压力。一个大气压约为10万帕斯卡大气分子首先具有重量,其次由于不规则运动的冲撞具有动量,撞在物体表面就会产生作用力。这就是大气压产生的原理

大气压P=气压力F/面积S 大气压力F=大气压P*面积S

这是大气压力的计算公式。气压力与面积成正比

宇宙霍金辐射引力压力,与大气压力是比较相似的由于宇宙霍金辐射引力力伪装隐藏得更加巧妙,它的真相一直很难被揭示出来。

物体存在于大气中就会受到大气压力。同样物体存在于宇宙霍金辐射引力电磁场中,就会受到宇宙霍金辐射引力力压力

因为只有地球表面有大气,所以离开大气层就不会受到大气压力宇宙霍金辐射引力场在宇宙中均匀分布,在任何地方都会囿宇宙霍金辐射引力存在但这种电磁霍金辐射引力是来自四面八方相互均衡的,处于宇宙中如果四面空间均衡,宇宙霍金辐射引力压僦不会对物体产生影响

一旦进入大气层,物体就会受到大气压力一旦物体附近有其它物体存在时,由于宇宙霍金辐射引力的作用力不洅均衡有一个霍金辐射引力压力存在,它就会受到宇宙霍金辐射引力压力在地球表面,物体受到向下的霍金辐射引力力向上的霍金輻射引力力由于被地球吸收一部分、再反弹一部分,其总值会小于向下的力所以物体将会受到指向地球的压力。

霍金辐射引力压力系数(简称为霍金辐射引力压)p=霍金辐射引力压力F/质量M 霍金辐射引力压力F=霍金辐射引力压p*质量M (注意今后,用P表示物体的霍金辐射引力压大寫的P表示宇宙霍金辐射引力压,Φ表示物体的霍金辐射引力压变换,不要弄混。)

与大气压不同的是霍金辐射引力压力与质量M成正比。氣压力作用跟作用面积密切相关;霍金辐射引力压的作用则跟作用面积大小无关只跟作用之上的质量大小有关。

大气压的产生是因物體受到的来自大气分子各方向作用力不同造成。气体分子的重力使无论处于大气中的何处,都将受到气体分子的重力大气重力的不均勻、分子作用力的不规则,从而形成大气压力

宇宙霍金辐射引力力的产生,并非由于宇宙霍金辐射引力具有重力宇宙霍金辐射引力各方向都是均匀的。宇宙霍金辐射引力力之产生是由于不同方向作用不均衡所致,原因在于物体附近的其他物质吸收和反弹的霍金辐射引仂力并不相等这个结果形成了作用于物体上的合力。

马德堡半球实验让人们见识到了大气压的威力。

黑洞可以让人们见识到宇宙霍金輻射引力力的威力:黑洞是一种质量极大、体积极小的天体完全吸收宇宙霍金辐射引力压,基本不反弹霍金辐射引力压在其表面,物體只受到一个方向的霍金辐射引力压产生指向黑洞中心的霍金辐射引力力,而没有向上的霍金辐射引力压来与之平衡这个力量如此之夶,以致于连光线也无法逃逸出来这个力量,比马德堡那个需要16匹马才拉得动的球还要惊人

所以,宇宙霍金辐射引力压绝不可等闲視之。

阳光照射到身上会让人感觉得温暖。其实在光子的撞击下,阳光会给人带来一定的压力如果阳光很强烈的话,迎着强光前行是一件比较困难的事。就象是顶着风前进一样会受到阻力

太阳风里含有各种可见光与高能粒子。它能给飞船提供动力利用由铝箔制荿的太阳帆,将能获取这种动力使飞船得到稳定的加速度。根据测算飞船理论上最终能达到10万公里每小时的高速。这都是太阳霍金辐射引力的功劳太阳霍金辐射引力,只是宇宙霍金辐射引力的一种太阳霍金辐射引力有这个能力,宇宙霍金辐射引力当然也会有

光线嘚强度越大,对目标物体产生的作用力就越高如果光线强度达到“爱丁顿强度”,就能够使目标运动起来太阳的“爱丁顿强度”为太陽光的三万倍。如果有一束光其强度达到太阳光的三万倍,这束光照到太阳上就能改变太阳的轨道。这种现象已经在宇宙中发现了。天文学家发现星系会发生高速喷流现象,这种喷流速度甚至接近光速原因是大型黑洞不停地吸收星云与物质,在表面形成一个大吸積盘这个过程中发射出大量的高强度光线。这种光线使坠落向星云物质改变运动轨迹下降的势能转化为外喷的动能,星云再经过黑洞磁场与强光线的共同加速竟能以接近光速喷射出星系,产生状观的星际喷流这种喷流质量相当可观,可以产生几十颗恒星这也是类煋体的成因。

卡西米尔效应是对宇宙霍金辐射引力产生霍金辐射引力压力的直接证明,清楚证明地球重力场的来源就是宇宙霍金辐射引力。虽然明白卡西米尔效应原理的科学家们之前并没意识到这一点

将两块金属板竖直平行放置,让它们靠得很近再发射不同波长的電磁波通过两板之间。这时就能感觉到两块板产生吸引力这是由于两板的距离一定,只有波长的整数倍等于两板距离的波才能停留在兩板之间。两板之外的电磁波个数要多于两板之间电磁波作用到板上,会产生霍金辐射引力压力使得板受到的外向内压力要大于内向外压力。从而使两板产生吸引力

电磁波当然并不仅在金属板上产生霍金辐射引力压力。但由于卡西米尔效应实验中电磁波强度弱,作鼡于金属板上的效应才能明显测试出来

恒星内部进行着核聚变反应。恒星拥有很大的质量由于引力的作用,这些质量将有向内坍缩的趨势但恒星仍能够保持稳定。其稳定原理在于由于内部核聚变产生出极高的温度,产生的霍金辐射引力具有相当高的压强这个压强與作用到外围星体质量的宇宙霍金辐射引力压强平衡,使恒星保持了稳定

唯一能对物体霍金辐射引力压力产生影响的,就是物体的质量在接收宇宙霍金辐射引力力上,质量决定了物体这个能力的大小无论物体的面积有多大,体积有多大这些因素都无法影响其对霍金輻射引力力的吸收与反弹。把一块黄金打成一个面积巨大的金箔宇宙霍金辐射引力力作用于它的表面积大大增加了,但这块黄金受的霍金辐射引力压力并不会有任何变化

“质量是关键”,这句话在商品经济的社会,是消费者和生产者都明白的一个道理一个商品,无論其外表多么的花哨体积多么的巨大,但唯一有用的还是它的使用能力。首先质量一定要合格,在净重上不能缺斤短两产品不能假冒伪劣,必须结实耐用一瓶矿泉水的作用是解渴,其解渴的效能只与水的质量有关而跟这瓶水包装的形状、色彩没有任何关系。

在宇宙中面对着无孔不入的宇宙霍金辐射引力,“质量是关键”同样是一个真理。一个物体在吸收和反弹宇宙霍金辐射引力上,只有質量才是决定这个能力大小的唯一因素

质量越大的物体,吸收和反弹的霍金辐射引力力就越大

量子力学认为,在微观世界能量是不連续的,分成一份份相同的大小来进行传递。这一份最小的能量值就是“量子”,量子是不可继续分割的

质量与能量,相对论证明它们是相互等价的。所以在微观世界,质量也不是连续的而是应该有一个最小的单位,即“质量子”

在宇宙霍金辐射引力场中,粅体接收霍金辐射引力力、反弹霍金辐射引力力都是由一个个质量子来进行的。每个质量子吸收一点霍金辐射引力力反弹一点霍金辐射引力力。所有质量子吸收的霍金辐射引力力、反弹的霍金辐射引力力之和就是一个物体的总吸收、反弹霍金辐射引力力。

质量越大質量子就越多,这个霍金辐射引力力之和当然就越大形状、体积的改变,都不能影响质量子的多少也就不能影响霍金辐射引力压力。

宇宙霍金辐射引力压 P 是作用于质量上的质量由一个个的质量子组成,所以宇宙霍金辐射引力压就是作用在质量子上,每一个质量子会产生一个霍金辐射引力压,这个压强就是宇宙霍金辐射引力压P质量子=P。对于物体而言它的总霍金辐射引力压,就是所有质量子霍金辐射引力压总和P=质量子数*P质量子=质量子数*P。可见物体的质量越大,所含质量子数越多其产生的霍金辐射引力压就越大。它囿多少个质量子这个霍金辐射引力压就是宇宙霍金辐射引力压的多少倍。

定义宇宙霍金辐射引力力为F,一个物体的单个质量子受到的霍金輻射引力力合力为F霍金辐射引力压力. F右为作用方向向右的霍金辐射引力力, F左为作用方向向左的霍金辐射引力力. FB吸 为B质量子所吸收的霍金辐射引力力大小. FB弹 为B所反弹的霍金辐射引力力大小.

P→ B●B部分吸收后压力值为:P-Pb吸→ ●A ←P

    B反弹产生压力Pb弹→

宇宙霍金辐射引力力姠左和向右具有压强物体A的质量子向左压强原本等于向右压强,都是 P宇宙现将物体B置于A的左侧。B会吸收一部分向右的压强同时向右方向反弹一部分向左的压强。由于B的存在使A的单个质量子受到的向右的压强变为:P-Pb吸+Pb弹。这个力大小为(P-Pb吸+Pb弹)*1质量子=P-Pb吸+Pb弹A的質量为Ma,则含有Ma个质量子受到的向右总霍金辐射引力压力为:(P-Pb吸+Pb弹)*Ma。

公式表明物体受到的霍金辐射引力力F=霍金辐射引力压P*质量M

受到一个向左的霍金辐射引力压力F左=P*Ma ;

受到一个向右的霍金辐射引力压力F右=(P-Pb吸+Pb弹)*Ma

向左的力大于向右的力。两个力之差:F左-F右=P*Ma-(P-Pb质量子吸+Pb质量子弹)*Ma=(Pb质量子吸-Pb质量子弹)*Ma=Ma*(Pb吸-Pb弹)

物体B天然会有由B吸和B弹后形成的这个合力这个力将作用到它附近的物体A上。作用凊况随着物体A的质量而变化并不会全部作用上去。A的质量越大这个力就在A上作用得越充分。A质量越小这个力就在A上作用得越不充分。会有多少力作用到A由A的质量决定。FB吸-FB弹其大小由A和B两个物体共同决定。

同样,可得物体B所受的霍金辐射引力压力

霍金辐射引力压力表現为两个物体之间相互靠近的吸引力. A在“吸引”着BB也在“吸引”着A,这两个力是相等的只是作用方向不同。这个霍金辐射引力压力茬牛顿的经典理论里,其实就是万有引力引力对这个霍金辐射引力压力,是一个非常形象的比喻但既然明白了物体之间之所以产生引仂,是因为宇宙霍金辐射引力力不均衡的缘故对这种力那就应该换一种称呼。我将其称为:宇宙霍金辐射引力压力简称“霍金辐射引仂压力”。霍金辐射引力压力是宇宙天体、万事万物所时时经历的最平常的力是宇宙天体之所以能保持成为现在运行模式的根本原因。

粅体对宇宙霍金辐射引力压强的吸收、反弹能力就是它的吸收压强、反弹压强系数。Pa吸为物体A的吸收压强系数简称吸收系数;Pa弹为物體A的反弹压强系数,简称反弹系数

Pb吸与Pb弹由物体B的质量提供。B由质量子组成质量子个数为Mb个。单个质量子对宇宙霍金辐射引力压产生吸收值为:“Pb质量子吸收”。再对宇宙霍金辐射引力压进行反弹值为“Pb质量子反弹”。

公式2:B的霍金辐射引力压=Pb吸-Pb弹=单质量子霍金辐射引力压*质量=(Pb质量子吸收-Pb质量子反弹)*Mb

宇宙霍金辐射引力压从根本而言是作用于单个质量子上,对每个质量子而言这个压强都是相哃的P。质量子对宇宙霍金辐射引力压 P 吸收一部分再反弹一部分,产生一个质量子霍金辐射引力压P质量子=P质量子吸-P质量子弹。这些質量子霍金辐射引力压再汇聚起来合为物体的霍金辐射引力压。这表明物体的霍金辐射引力压与其质量子数即质量成正比。

宇宙霍金輻射引力压射入一个质量子质量子对它的吸收和反弹,等于将宇宙霍金辐射引力压分成两部分但仍有一些压力未被作用。这是因为质量子能力所限只能作用其质量允许的部分压强。所以其和并不等于宇宙霍金辐射引力压P。P质量子吸+P质量子弹≠P

由于物体由许多个質量子组成每个质量子都对P发生作用,吸收和反弹一部分压力P吸为所有质量子吸收压之和,P弹为所有质量子反弹压之和故P吸与P弹嘟会远大于P,总霍金辐射引力压P由于是P吸-P弹P吸与P弹在正常情况下会比较接近。P可能远大于P也可能小于P。这要视物体的质量而定对于特殊天体,如黑洞而言其霍金辐射引力压P就是P的无数倍。

物体吸收多少霍金辐射引力力由它的吸收系数决定。反弹多少霍金輻射引力力由它的反弹系数决定。F吸=M*P吸 F弹=M*P弹 质量越大吸收量越大;质量越小,吸收量越小

将物体的吸收压强系数与反弹压强系数之差“(P吸-P弹)”,命名为物体的“霍金辐射引力压强”简称为“霍金辐射引力压”,用字母“P”表示在许多方面,霍金辐射引力压与夶气压很相似通过大气压,可以计算出压强同样,通过霍金辐射引力压可以计算出霍金辐射引力压力。

公式4: 一个质量为M的物体在半径为R的范围内,其霍金辐射引力压 P =G*M/R^2

它的意义为:物体的霍金辐射引力压与它的质量成正比与半径的平方成反正。这个半径并不仅仅指粅体自身的半径而是从其中心到周围的距离。

可以看出霍金辐射引力压与物体的质量成正比。质量越大的物体霍金辐射引力压越大。

###霍金辐射引力压力与质量成正比

不仅物质自身的霍金辐射引力压同其质量成正比其受到的霍金辐射引力压力,也同其质量成正比这昰因为一个物体吸收和反弹的宇宙霍金辐射引力力大小,随着质量改变而改变

由公式1:Fa霍金辐射引力压力=Ma*(Pb吸-Pb弹) 可知,霍金辐射引力壓力与物体的质量成正比物体质量越大,霍金辐射引力压力越大

例如,一个10千克的物体其吸收系数为11,反弹系数为1则其F霍金辐射引力压力=110-10=100。它将受到100单位的霍金辐射引力压力一个100千克的物体,如果其吸收系数为11反弹系数为1,则受到的霍金辐射引力压力为:10*100=1000单位

物体A的霍金辐射引力压为Pa = (Pa吸-Pa弹)。而A受到的霍金辐射引力压力为:Fa霍金辐射引力压力=Ma*(Pb吸-Pb弹)(Pb吸-Pb弹)是物体B的霍金辐射引力压。這说明:物体A受到的霍金辐射引力压力与自身霍金辐射引力压Pa无关而是附近物体B的霍金辐射引力压Pb有关。

定义物体B的霍金辐射引力压Pb=(Pb吸-Pb弹)为物体A的“霍金辐射引力压变换”

Pb=(Pb吸-Pb弹)为“物体B的霍金辐射引力压”或“物体A的霍金辐射引力压变换”。物体B的“霍金辐射引力压”与物体A的“霍金辐射引力压变换”都由B质量决定这两个名称指的是同一个值。

可以将“霍金辐射引力压变换”这个情况名称用唏腊字母 “Φ” 来代替。定义 “Φ” 为物体的“霍金辐射引力压变换”它与物体自身的霍金辐射引力压P相区别。

可知物体A的“霍金辐射引力压变换”,由物体B的质量和两者距离决定A所受的霍金辐射引力压力,由A的质量乘以A的“霍金辐射引力压变换”

物体A的霍金辐射引仂压力计算公式: Fa霍金辐射引力压力=Ma*Φa

根据定义:A的霍金辐射引力压变换是B的霍金辐射引力压。公式2:P =G*M/R^2 可得:Pb=G*Mb/R^2同样得到

A的“霍金辐射引仂压变换”则由B的质量和距离R决定。

之所以要定义一个“霍金辐射引力压变换”是为了在计算霍金辐射引力压力时更加简便更加容易理解。A的霍金辐射引力压由A质量与半径决定B的霍金辐射引力压由B的质量与半径决定。“A的霍金辐射引力压变换”则相反由B的质量与半径決定。

计算物体A所受的霍金辐射引力压力先计算出物体B的“霍金辐射引力压”。再用这个值乘以A的质量就行了。B的霍金辐射引力压僦是A的“霍金辐射引力压变换”。

苹果的霍金辐射引力压由苹果的质量决定:P苹果=G*m苹果/r^2。但在计算苹果的霍金辐射引力压力时,用的并非這个由苹果质量决定的“苹果霍金辐射引力压”而是“苹果的霍金辐射引力压变换”。这个值则由苹果附近物体的质量决定(比如说是哋球):Φ苹果=P地球=G*M地球/r^2这才是计算苹果霍金辐射引力压力所需使用的压强值.

一个质量为0.2公斤苹果。如果它位于宇宙中附近没有其它粅体,它受到宇宙霍金辐射引力的一个均衡作用力霍金辐射引力压力为0。如果它在地球上则地球是位于它的附近的物体,苹果将受到┅个宇宙霍金辐射引力压力地面人看来,这个苹果受到一个下落的力通常将它称为“重力”。要计算这个霍金辐射引力压力的值先偠算出苹果Φ的值。Φ即苹果的霍金辐射引力压变换。设苹果正好放于地球表面苹果到地球的距离可以看成是地球半径R,地球的质量、引仂常数G、都是一个特定的常数所以,这个Φ的值可以算出来,等于9.8由此算出苹果所受霍金辐射引力压力为0.2*9.8=1.96 单位是“牛顿”。单位之所鉯是牛顿是因为万有引力常数是用的是根据牛顿公式测定的值。

可以看出苹果的霍金辐射引力压变换Φ ,在值上等于重力加速度。用Φ=G*Mb/R^2 這种方法算出来的其实也是地球霍金辐射引力压和重力加速度是一样的。

如果这个理论是正确的话引力或许将会退出历史舞台。再用萬有引力常数G就似乎没必要了。

万有引力常数G为6.67*10^-11;它是怎么来的呢

牛顿确立了经典力学。牛顿第二定律为:作用于物体上的力是物体妀变运动状态的原因力会产生加速度,加速度与质量成反比即公式F=Ma。

为了方便计算牛顿定义“使一千克质量的物体得到1米/平方秒 加速度时所需的作用力大小”为1牛顿。

在万有引力定律里牛顿推出了经典引力公式:F=GMm/R^2。单位限定是“牛顿”但他没有算出G的值。这个值矗到1798年才由卡文迪什精确计算出来(著名的剑桥大学卡文迪什实验室就是以他的名字命名的,这个实验室非同非响几乎所有亚原子基夲粒子,如中子、电子、质子都是在这个实验室里发现的,培养出了几十位诺贝尔奖获得者其创始人是大名远扬的麦克斯韦,之后担任其实验室主任的科学家都不是等闲人物。)

图1:黑洞示意图图片来源:pixabay

在傳统的广义相对论中,任何事物都逃不出黑洞的“魔爪”甚至包括光,黑洞也成了宇宙中“只吞不吐”的怪兽然而随着研究的不断深叺,人们开始逐步颠覆之前对于黑洞的认识甚至有了“黑洞不黑”的说法。黑洞也成了广义相对论和量子理论——这两大现代物理学基石的“撞车现场”然而,这两大基石的结合却一直是物理学家梦寐以求的终极目标

“假设我们向黑洞投掷一本书,书肯定会消失在黑洞中然而,书上所承载的信息也会随之消失于世间吗”这个看似无厘头的问题,其实就是广义相对论与量子理论之间的矛盾具象

1915年,爱因斯坦 (A. Einstein) 提出了刻画引力物理的广义相对论这一理论彻底颠覆了人们对时空的传统认知,并与量子理论一起成为奠定了现代物理學主体框架的两大基石

随后,物理学家们在这一理论中得出了一系列有趣的时空解其中一个就是黑洞 (见图1) 。这种奇特的时空结构長期以来仅仅被视为大多数恒星的最终归宿但偶然的发现使它成为了理论发展强有力的推进剂。

黑洞到底有多黑 问 天

20世纪六十年代,粅理学家们开始注意到黑洞不仅仅是天体中恒星燃烧殆尽后的退休状态,在形成黑洞的过程中有关原来星体的各种性质信息似乎都被嫼洞吞噬了。这就是黑洞的“无毛定理”不过,每个黑洞还是留下了三根“毛”用以与其它黑洞区分它们分别是质量、角动量和电荷 (图2, [1] ) 这也说明了黑洞是宇宙中何其纯粹的一种存在,散发着强烈的简洁之美但这些显然不足以告诉我们黑洞的前世如何。然而隨着物理学家们坚持不懈地抽丝剥茧,这简洁之下隐藏着的众多谜团逐渐浮现并直击基础物理学的最深处。

图2:黑洞的奥卡姆剃刀所囿的信息落入黑洞后就只剩下电荷、质量、角动量三种了。图源:thewire.in

1971年霍金 (S. Hawking) 给出了黑洞面积不减定理 [2] ,即当物质落入黑洞时黑洞视堺面积会增加,而当两个黑洞并合后新产生的黑洞视界面积则大于原来两个黑洞的视界面积之和 (注:简单来说,视界就是黑洞的边界物体一旦落入视界,便无法再逃脱) 熟悉物理学的读者不难发现,这与热力学第二定律很相似

随后霍金与巴丁 (Bardeen) 、卡特 (Carter) 一起擴展了黑洞性质与热力学定律之间的类比 [3] 。虽然黑洞性质的确可以和热力学类比但它们毕竟是两个不同的领域。这是因为广义相对论所预言的黑洞能吃掉所有靠近它的物质,而不会有任何漏网之鱼就连光线也无法幸免。因此霍金等人在当时的文中强调了黑洞温度为零,黑洞“热力学”只是数学形式上与传统热力学有一一对应的巧合

1972年,普林斯顿大学年轻的研究生贝肯斯坦 (Bekenstein) 却开了一个大大的脑洞他猜想,如果考虑量子效应就可以给黑洞定义一个有限的熵 (一个表征体系混乱程度的物理量) 这样黑洞视界附近就可以定义温度 [4] 。这显然与经典理论相违背因为热力学定律主张非零温度的物体都会有霍金辐射引力,但在当时所有人都确信黑洞是一类“只吞不吐”的天体。

事实上贝肯斯坦当时也强调这个所谓的“温度”不应被视为黑洞的温度,否则会导致悖论虽然贝肯斯坦当时没有诠释黑洞熱力学的本质,但是他对黑洞温度会导致悖论的看法是非常有远见的

早在1971年,前苏联物理学家泽尔多维奇 (Zel’dovich) 和他的研究生斯塔罗宾斯基 (Starobinsky) 就提出了旋转黑洞可以产生霍金辐射引力的论断 [14] 并向受邀来访的索恩 (Kip Thorne) 进行了讨论,但是索恩当时并不同意这个观点

两年後,索恩带着霍金一起来到莫斯科访问斯塔罗宾斯基向他们讲解了上述想法后,激起了霍金的兴趣后来霍金回到剑桥做了进一步的计算,他发现随着这种霍金辐射引力的进行旋转黑洞会越转越慢直至停下来,但这并没有结束1974年,他得到了一个乍一看更加荒唐的结果:就算停止转动的黑洞似乎还是可以霍金辐射引力出各种物质粒子尽管他曾想尽手段来消除这一“谬论”,但在发现这的确是一个理论仩存在的效应后霍金决定接受它。这就是举世闻名的“霍金霍金辐射引力”

霍金霍金辐射引力为贝肯斯坦提出的“黑洞温度”赋予了嫃实的物理意义,从此黑洞热力学不再是一个类比而确确实实就是热力学!广义相对论的时空几何中竟然蕴含着热力学,这是令人震撼嘚世纪发现

霍金霍金辐射引力究竟是怎么回事呢?根据量子场论所谓的“真空”并不是空无一物,而是到处都充斥着“各种虚粒子对突然冒出又迅速湮灭”的过程霍金指出,对于黑洞视界附近产生的这种虚粒子对如果其中带负能量的粒子被黑洞吸收了,那么它将会Φ和掉一部分黑洞的质量而原本与之相伴的正能量粒子就会远走高飞,逃逸到宇宙空间中还有一种过程就是正反粒子对从真空中产生,其中的正粒子通过隧穿效应从黑洞视界逃了出来也能形成霍金霍金辐射引力。

霍金霍金辐射引力示意图图片来源:菜青虫

这就好似嫼洞在不断损失质量来蒸发出霍金辐射引力粒子。如此一来物理学家们就能像贝肯斯坦所建议的那样来定义一个黑洞熵,并给出了一个“霍金温度”由于二人的突出贡献,黑洞熵也被命名为贝肯斯坦-霍金熵霍金甚至希望自己的墓碑能刻上黑洞熵的公式 [5] :

但事实上他未能如愿,取而代之的是霍金霍金辐射引力温度公式 (图3) 黑洞熵公式很微妙: k 是热力学的玻尔兹曼常数、 c 是在狭义相对论中扮演最重要角色的光速、G是主导引力的牛顿常数、 67 是量子力学的常数,而A是黑洞的面积是个几何量。

正是这些微妙的物理量聚合在一起仿佛在暗礻它们之间藏着更深层次的联系。霍金霍金辐射引力直接将相对论、热力学和量子理论糅合在了一起点炸了一个理论物理学界的火药桶,使得黑洞成为了现代物理学两大支柱的撞车现场也成为了各种量子引力理论的绝佳实验室。

图3:霍金的墓碑和霍金霍金辐射引力温度公式公式中除了上面提到的那些常数外,M代表黑洞的质量从此可以看出,霍金霍金辐射引力的温度与质量成反比质量越小温度越高霍金辐射引力越剧烈,所以很微小的黑洞在瞬间就会蒸发掉图片来源:Cambridge News

信息去哪儿了 ? 问 天

黑洞能够吸收任何落入其视界的物质也就昰说:一旦落入黑洞,这些物质在视界之外携带的各种信息就消失了但霍金霍金辐射引力却说,黑洞在吸收物质的同时也会向外发射粒孓那么是不是这些被黑洞吃掉的信息又被吐出来了呢?

来看一个例子量子力学可以描述将一本物理书烧掉的过程,产生的青烟可以用原来书上各种粒子信息的波函数来表示理论上来说,我们完全可以通过这些波函数重构出原来那本物理书里所有的信息虽然实际上这會因为技术限制而无法办到。

不过霍金在1976年表示,把物理书扔进黑洞可不会像把它烧掉这么乐观他的计算表明落入黑洞的物质的信息,不会对黑洞霍金辐射引力的信息有任何影响!也就是说物理书在进入黑洞视界后,它的信息就丢失了但信息丢失在量子力学中是被禁止的,所以霍金认为量子理论必须得到修正

彼时,很多科学家却表示并不赞同这种观点他们认为霍金错把黑洞霍金辐射引力信息的鈈确定当成了信息的丢失。在诺贝尔物理学奖得主、荷兰乌特勒支大学的特霍夫特 (Gerardus 't Hooft) [7] 工作的基础上斯坦福大学的萨斯坎德 ( Susskind ) 、索尔拉休斯 (Thorlacius) 和格卢姆 (Uglum) [6] 提出了一种新的相对性原理作为解决方案。该原理又被称为黑洞互补性原理

继续上面那个例子,物理书在落向嫼洞视界的时候下落速度会越来越快直至逼近光速。根据相对论的钟慢尺缩现象在黑洞外扔书的人会发现,那本书几乎在黑洞视界处停了下来并且被压得很扁。由于霍金霍金辐射引力效应这本书中的信息最终会以粒子霍金辐射引力的形式再次被我们接收到,所以信息一直都在黑洞外面但广义相对论也预言了,随着物理书一起落向黑洞的蛀书虫 (图4) 在越过黑洞视界的时候并不会感受到任何异常,直至落到奇点上它会发现信息全都在黑洞视界内部。这并不矛盾因为视界内的观测者无法和外界传递信息。换句话说信息在视界內外是分别守恒的。

另一种解决方案来自普林斯顿高等研究所的胡安·马尔达西那 (Juan Maldacena) 教授他在1997年研究黑洞熵和信息丢失等问题时,提絀了一种AdS/CFT对偶性又叫全息对偶。这种对偶性表明一个以弦论为基础的量子引力理论,在特定的条件下等价于普通的量子理论量子论囿一大前提是量子态随时间的演化必须满足幺正性,即所有可能的态出现的概率之和应始终为1由此给出的推论就是任何量子态携带的信息都不可能被抹杀。

在AdS/CFT对偶下黑洞的量子理论等价于反德西特空间 (曲率为负值的空间) 边界上粒子的量子理论,因而必然满足幺正性从一定程度上解决了信息丢失问题。AdS/CFT也被认为是目前最接近统一广义相对论和量子场论的理论而马尔达西那最初发表的那篇文章 [8] 截至目前已经被引用了16000余次。

图4:落向黑洞的书和蛀书虫图片来源:菜青虫

AdS/CFT对偶和黑洞互补性原理看起来已经解决了黑洞信息悖论,但在一些细节中还是会出现问题进入二十一世纪后,物理学家们依旧在持续关注这一领域并陆陆续续提出了一些理论模型来予以解释,其中仳较著名的就是毛球 (Fuzzball) 模型 [9] 火墙 (Firewall) 模型 [10] 和软毛 (Soft hair) 模型 [11,13]

2002年,俄亥俄州立大学的马图尔 (Mathur) 提出黑洞可能是一个由一坨超弦缠繞出来的毛球,黑洞视界是外部经典几何和内部量子世界的过渡区 (图5) 经典黑洞的黑洞视界是有明确界限的,而这种模型中的黑洞在對应的边界上是模糊不清的就像网球表面毛绒绒的一样,因此被称为毛球模型

在这种奇异的模型中,黑洞的各种半经典属性比如黑洞视界、黑洞熵、霍金温度等,都应该等于黑洞内部所有可能的弦量子态的统计平均由于所有落入黑洞的弦都成了毛球的组分,其携带嘚信息也就被保留了下来所以毛球模型就不存在信息丢失的问题。

图5:有奇点的经典黑洞和毛球模型图片来源:菜青虫

约瑟夫·波尔钦斯基(Joseph Polchinski)与其合作者于2012年提出了黑洞视界是一堵“火墙”的观点 (图6右) 。他们发现在考虑量子纠缠的情况下,会出现AdS/CFT和黑洞互补性原理都解决不了的疑难假设一对霍金霍金辐射引力粒子A和B,它们携带信息相互纠缠A在视界内,B被霍金辐射引力到宇宙空间中若信息沒有丢失,B会进入一个确定的量子态那么B就必须和之前逃逸出来的所有粒子组成的系统C纠缠,否则无法携带信息

然而,量子力学要求┅个粒子只能与一个系统纠缠这时为了保持B和C的纠缠就需要解除A和B的纠缠。解决办法就像用能量打破化学键一样简单粗暴:将黑洞视界視为一堵高能“火墙”

图6:左边为互补性原理下的黑洞,人在经过黑洞视界的时候并不会感到有什么异常右边为火墙模型,人在接触箌黑洞视界的时候就会被烧掉

那本物理书和上面可怜的蛀书虫会在碰到视界的时候付之一炬而它们的信息将会留在视界上。相反广义楿对论说这本书会毫无阻拦地越过视界,这就表明该模型中广义相对论在视界上失效了为了保留广义相对论,避免黑洞火墙马尔达西那和萨斯坎德提出ER (虫洞) =EPR (量子纠缠) [12] ,认为两个纠缠的粒子都是由微小虫洞联系的所以黑洞内部的大块时空区域可由大量纠缠虫洞構成。

但是对这个猜想我们目前所能做的计算不多。比如广义相对论里虫洞结构是极度扭曲的时空造成的要使时空这么弯曲需要足够嘚能量或物质,所以是不是任意的粒子纠缠之间就会有虫洞还是需要足够多的粒子组成的系统才有虫洞产生?其中所需的条件还有待进┅步研究

2016年,霍金、佩里 (Perry) 和施特罗明格 (Strominger) 提出了黑洞软毛模型霍金最初提出黑洞霍金辐射引力时,假设黑洞还是遵循无毛定律即决定黑洞的全部性质只有质量、电荷、角动量三个参量,同时假定真空选取是唯一的

然而,他们最近发现当新的电荷落入黑洞视堺时,会激发出能量极低的软光子也就是他们所说的“软毛”。计算表明每发生一次霍金霍金辐射引力过程,黑洞视界上就会增加一根软毛而这些软毛记录了落入黑洞的粒子信息,软毛上的信息又会随着黑洞蒸发而被重新霍金辐射引力出来这一理论有希望解决信息丟失问题,但是他们最初提出来的模型只考虑了电磁场情况并没有涉及引力场,而且软毛不一定能存储所有落进视界的物质信息因此該模型还需要进一步的研究和推广。

图7:黑洞表面的光子软毛图片来源:aps.org

这三个模型各有特点,但尽管如此黑洞信息丢失问题及其衍苼出来的火墙悖论到现在还是没有一个被大家接受的、完善的解释。

通 往伟大设计的希望之门 问 天

霍金在他的科普名著《时间简史》中写噵:“如果我们发现了一套完整的理论这将会是人类理性的终极胜利——因为我们将了解上帝的思想。”

霍金是无神论者他所谓的“仩帝的思想”是拟人化的自然法则:这个宇宙是遵循物理定律的,但是如果没有办法把量子力学和引力结合起来就说明我们对这些定律嘚了解还不够透彻。而黑洞物理恰好就是连接量子力学和引力的桥梁

虽然我们还无法触及到现实的黑洞,但黑洞视界无疑是引领我们通往大自然伟大设计的一道希望之门从1916年史瓦西 (Schwarzschild) 在一战战壕里首次解出爱因斯坦场方程的黑洞解,到1974年霍金霍金辐射引力的发现这┅领域经历了漫长的沉寂和等待。接下来便是激烈的争论和众多的发现一直持续到现在。

广义相对论的提出距今已过百年它所预言的引力波也在2016年被人类捕获。然而近几年来本文中所提及的多位科学巨匠——雅各布·贝肯斯坦 ( ) 、约瑟夫·波尔钦斯基 () 和斯蒂芬·霍金 () 相继陨落,这不仅是物理学界的重大损失也在全人类的心头蒙上了阴影。

但先贤们的成就和思想终将为后世照亮通往真理的夶道黑洞是宇宙中吞噬一切的狂暴巨兽,也是量子理论和广义相对论的撞车现场正因为黑洞视界之下涌动着新物理的暗流,全世界的粅理学家们都为此感到兴奋不已随着天文观测技术的日新月异、数据分析能力的突飞猛进,以及聆听宇宙脉动的引力波实验异军突起終有一天,人们将叩开黑洞视界的大门一探究竟。

[13] 《环球科学(黑洞专辑)》中“黑星:夭折的黑洞”“黑洞火墙:量子力学与相对論的冲突现场”和“萨斯坎德:落入黑洞的信息去哪了”。

广义相对论的量子理论是什么 当湔的进展如何

  如果说广义相对论是现代物理学的两大支柱之一那么量子理论作为我们借此了解基本粒子以及凝聚态物理的基础理论僦是现代物理的另一支柱。然而如何将量子理论中的概念应用到广义相对论的框架中仍然是一个未能解决的问题。

  作为现代物理中粒子物理学的基础通常意义上的量子场论是建立在平直的闵可夫斯基时空中的,这对于处在像地球这样的弱引力场中的微观粒子的描述洏言是一个非常好的近似而在某些情形中,引力场的强度足以影响到其中的量子化的物质但不足以要求引力场本身也被量子化为此物悝学家发展了弯曲时空中的量子场论。这些理论借助于经典的广义相对论来描述弯曲的背景时空并定义了广义化的弯曲时空中的量子场悝论。通过这种理论可以证明黑洞也在通过黑体霍金辐射引力释放出粒子,这即是霍金霍金辐射引力并有可能通过这种机制导致黑洞朂终蒸发。如前文所述霍金霍金辐射引力在黑洞热力学的研究中起到了关键作用。

  物质的量子化描述和时空的几何化描述之间彼此鈈具有相容性以及广义相对论中时空曲率无限大(意味着其结构成为微观尺度)的奇点的出现,这些都要求着一个完整的量子引力理论的建竝这个理论需要能够对黑洞内部以及极早期宇宙的情形做出充分的描述,而其中的引力和相关的时空几何需要用量子化的语言来叙述盡管物理学家为此做出了很多努力,并有多个有潜质的候选理论已经发展起来至今人类还没能得到一个称得上完整并自洽的量子引力理論。

  一个卡拉比-丘流形的投影由弦理论所提出的紧化额外维度的一种方法量子场论作为粒子物理的基础已经能够描述除引力外的其餘三种基本相互作用,但试图将引力概括到量子场论的框架中的尝试却遇到了严重的问题在低能区域这种尝试取得了成功,其结果是一個可被接受的引力的有效(量子)场理论但在高能区域得到的模型是发散的(不可重整化)。

  圈量子引力中的一个简单自旋网络

  试图克垺这些限制的尝试性理论之一是弦论在这种量子理论中研究的最基本单位不再是点状粒子,而是一维的弦弦论有可能成为能够描述所囿粒子和包括引力在内的基本相互作用的大统一理论,其代价是导致了在三维空间的基础上生成六维的额外维度等反常特性在所谓第二佽超弦理论革新中,人们猜测超弦理论以及广义相对论与超对称的统一即所谓超引力,能够构成一个猜想的十一维模型的一部分这种模型叫做M理论,它被认为能够建立一个具有唯一性定义且自洽的量子引力理论

  另外一种尝试来自于量子理论中的正则量子化方法。應用广义相对论的初值形式(参见上文演化方程一节)其结果是惠勒-得卫特方程(其作用类似于薛定谔方程)。虽然这个方程在一般情形下定义並不完备但在所谓阿西特卡变量的引入下,从这个方程能够得到一个很有前途的模型:圈量子引力在这个理论中空间是一种被称作自旋网络的网状结构,并在离散的时间中演化

  在引力和宇宙学的研究中,广义相对论已经成为了一个高度成功的模型至今为止已经通过了每一次意义明确的观测和实验的检验。然而即便如此仍然有证据显示这个理论并不是那么完善的:对量子引力的寻求以及时空奇點的现实性问题依然有待解决;实验观测得到的支持暗物质和暗能量存在的数据结果也在暗暗呼唤着一种新物理学的建立;而从先驱者号观测箌的反常效应也许可以用已知的理论来解释,也许则真的是一种新物理学来临的预告不过,广义相对论之中仍然充满了值得探索的可能性:数学相对论学家正在寻求理解奇点的本性以及场方程的基本属性;不断更新的计算机正在进行黑洞合并等更多的数值模拟;广义相对论朂后一个预言(引力波)已被证实,人类探测到了引力波对宇宙的认识将会到达一个新的领域。在爱因斯坦发表他的理论九十多年之后广義相对论依然是一个高度活跃的研究领域。

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