假如光粒與地球和太陽擦肩而過是怎樣的景象?如何直觀地理解動量對時空的彎曲?

時間 2021-06-03 15:27:59

1樓:陳宇

時空你可以把它想象成橡膠膜,舉個例子,你在橡膠膜上放乙個鐵球,橡膠膜會產生穩定的形變,但當你讓鐵球自轉起來,橡膠膜也會被自轉的鐵球帶動,產生漩渦般的形變,這就是時空的漣漪,也就是時空拖拽效應。

2樓:暗夜膛擊

關於動量扭曲時空:以下方程的最右端Tμv就是能量-動量張量,說明動量的確對時空扭曲有影響

愛因斯坦場方程

現有最強對撞機實驗與問題的能量差:目前最強對撞機是14TeV級別的,中國未來的對撞機可達到70TeV,而要使物質變成(有視界的)黑洞其史瓦西半徑至少要達到蒲朗克長度,也就是蒲朗克質量相當的能量。70TeV≈1.

12x10^-5J,而蒲朗克質量≈1.9x10^9J相當於一發戰斧巡航飛彈去炸一顆質子,中間差了整整14個數量級!何況問題是10^41J級別的

題主的計算和題目中蒲朗克溫度問題:首先溫度是巨集觀統計量,我只是用溫度的平均動能模擬在乙個質子上,但也有理論依據就是不確定範圍△x≥/2mc,如果動能也算質量(能量)的話這個質子的不確定性範圍比蒲朗克長度還小了(波粒二象性消失量子力學不能計算?),我計算了質子要達到蒲朗克溫度需要的動能大概是1.

5倍蒲朗克質量所帶的能量≈2.9x10^9J,題目動能遠超這個水準,或許蒲朗克溫度以上現代物理算不出來(哭瞎)?我用excel算的光速超過99.

99999999999999%就算不了了,而地球可以變成9mm的黑洞,這種程度的動能加在質子上我已經估計不了小數點後有多少位了……

題主的估計(可能有誤,請指正):越接近光速動量與動能越呈正比,以地球為參照系可看到乙個體積離譜的小而動量離譜的高的物體接近,以質子視角地球的時間快得離譜,質子經過蒲朗克時間可能地球已經過了好久,而且還順便完成擦肩而過這個動作了,經過地球後幾乎和地球的光錐同速度所以看地球(發來的光)時間是靜止的。這些已經是我力所能及的推理了,但還是搞不懂這個質子怎麼扭曲時空還有扭曲的範圍

題主只不過是個外行,有誤請輕噴,有錯能改才能成長進步,請多指教!

3樓:橫山老屍

這個不太清楚,但是可以試(強)著(行)解釋一下。

靜質量,是構成物質的量。與時空發生相互作用而產生引力,所以物質的量不變,靜質量不變,靜質量不變,引力不變

而動質量,又稱為「動量」,是物質運動速度所造成的,運動速度越快,動量越大,動能也越大,慣性也越強。

相對論裡的等效原理說,慣性力等效於引力,也就是說在慣性的方向上所產生的力,其效用等同於相同大小的引力。

但是需要注意的是,「等效」不是「想同」,慣性力並不是引力,只是它造成的「效果」等同於引力,簡單來說就是慣性力對靜質量造成的影響等同於引力對靜質量造成的影響。

這樣來看的話,運動質量是無法坍塌時空導致黑洞產生的。

最明顯的例子就是大型強子對撞機,其中可以將質子加速至光速的99.99999%,按理來說這個速度下質子的質量密度絕對足夠讓它塌縮成一顆微型黑洞了,但它並沒有塌縮成黑洞。

還有光子,雖然沒有靜質量,但是以光速運動的它其動量之大,甚至大到可以推動巨集觀物質運動的地步,光子也沒用塌縮成一顆顆小黑洞啊……

另外,你要理解動量對時空的彎曲其實有點難,主要難點在於,你必須理解這個世界的運動方式……

其實整個宇宙中所有物質都在不停的運動(變化)中,而這個速度,就是光速(299792458m/s)。

也就是說,在這個宇宙中,無論是你、我還是地球、太陽、銀河系,無一例外,都是在以光速運動(變化)。

而我們目前所習以為常的「運動」,都只不過是「相對運動」:相對於地球的運動速度、相對於某個參照物的運動速度。

但是有個問題:

就算物質發生了相對運動,那也代表著構成物質的微粒的疊加速度(本身就達到光速的變化速度與相對運動速度疊加)會超過光速,這是宇宙規律所不允許的。

於是,就有了「尺短鐘慢效應」,發生了相對運動的物體,其身處的時空會相對於其它物體所處的時空體積更小、時間流逝相對更慢。

這樣一來運動物體的疊加速度相對於不運動物體來說其實並沒有減慢,因為相對於不運動物體來說,運動物體的光速(常量)減慢了,而減慢的速度,正好等於運動物體的運動速度。

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