時空的曲率是因為物質的存在,那曲率能產生物質嗎?

時間 2021-06-04 02:20:47

1樓:zxzz

題主的問題也是我很早想問的。不過要稍微修改一下,把物質換成質量。

邏輯上說,就現在我們知道的現實,時空彎曲的充要條件是質量,質量的充要條件是彎曲。So,也就是說質量和彎曲是等價的。因此我們可以說質量導致了彎曲,當然也可以說彎曲產生質量。

由於質量和彎曲是等價的,雖然我沒有去推導過愛因斯坦場方程,但我肯定它是可逆的。你當然可以用彎曲來描述質量。

2樓:唐子騫

經典層面上,有乙個叫back reaction的東西,大概就是說某些情況下引力場本身在效果上可以貢獻乙個有效的物質場。

量子層面就很多了....比如引力子的散射產生其他粒子...

3樓:shawn

如果想理解弄清楚現代物理, 再用『物質』這樣籠統模糊的概念就恨不適合了。

請換一種思路看世界, 這個世界是由空間和粒子組成的。

粒子目前分為兩大類,費公尺子,玻色子

基本粒子有很多性質,比如質量,自旋,電荷,色荷。

宇宙誕生之後,這些費公尺子,玻色子就一直存在了。 並且,質量是狄拉克費公尺子的性質之一,任何狄拉克費公尺子天生就有質量。

在傳統的認知, 費公尺子的這個性質質量,會產生2中效果

一對抗加速度(牛二定律)

二產生引力(萬有引力定律)

而廣義相對論核心思想就是『廣義相對性原理』,也就是說,質量的這兩種效應其實是一回事兒。質量所產生的引力,實際上就是慣性力。

所以其實你可以看到,費公尺子其實就是時空彎曲。

你可以這樣想象,有一類基本粒子,我們叫做狄拉克費公尺子,和其他基本粒子不同,其實就是微小的時空彎曲。

這些微小的時空彎曲,會通過強相互作用結合在一起,形成更大的時空彎曲(符合費公尺子,比如質子)

更大的時空彎曲,會通過電磁相互作用結合自一起,這就是物體,物質。

所以, 空間彎曲並不是因為物質才產生的,而空間彎曲也不可能產生物質。

時空彎曲是宇宙的基本性質,宇宙誕生之後就已經存在了。

4樓:小咖啡

首先,要給樓主說清楚乙個問題,這不是關於理論本身,而是物理學到底研究的是什麼

物理學研究的並非「導致某種現象的原因」,而是「現象之前是如何聯絡的」

這就是所謂的定律

定律是一種命題,即把不同的定義(物理量),聯絡起來的乙個方程

只是有些時候,該等式的左右兩邊有因果關係,我們所以說該方程又反映了誰是誰的原因

就拿場方程來說,左邊是能動張量,右邊是由曲率和度規構成的愛因斯坦張量

廣義相對論並不能告訴我們,誰決定了誰,所謂科普書上說,物質分布決定了時空彎曲,或者有些說物質產生了時空彎曲,這種說法是不嚴謹的

嚴謹的說法是,物質存在與時空彎曲相聯絡,聯絡的量化形式由場方程給出

場方程只能告訴這麼多,並不能告訴為何物質會導致時空彎曲,或者時空彎曲能否產生物質

這是從物理學的意義上說的。總體來說,物理學是門現象科學,或者說是對現象的解釋模型,所謂定律,只是一種把物理量聯絡起來的命題。只不過有些時候,方程包含了因果,我們就說誰是誰的原因。

比如鐘慢效應公式,科普的說法常說,勻速運動是導致固有時流逝速度變慢的原因。

其實這麼說,是容易讓人產生誤解的,因為固有時流逝速度變慢,其實是物件的世界線在度規場中積分長度的結果,真正要說原因應該說是時空變換規律導致的,而不是說公式裡出現速度v,就說是運動導致的,因為一旦這麼說,許多人就會問:運動會產生什麼機制,導致他的演化變慢。這和狹相統一描述電磁現象之前,物理學家糾結磁場為何會產生乙個道理,試圖從電子本身運動改變了什麼東西來找到解釋,其實電子本身屬性什麼都沒改變,只是座標變換的結果。

另外,從經典守恆律的角度講,樓主的問題答案也是否定的。

物質能量(存在)不能憑空產生或消失,時空彎曲不能憑空產生物質能量(就廣相框架,量子場論我也不懂,說真空能態不為0可以通過量子漲落憑空產生物質,這個樓主自己查資料吧)

5樓:尋風

不能,物質是客觀存在,曲率是時空的性質,兩者不是乙個範疇

至於場方程可不可逆,方程沒有可逆不可逆的概念,不知道你指的什麼意思

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