搜搜考试网引力场或者说引力波的传递速度比光速快吗?到底光是不是最快的?
来源：学生作业帮 编辑：搜搜考试网作业帮 分类：物理作业 时间：2024/06/05 15:47:24
引力场或者说引力波的传递速度比光速快吗?到底光是不是最快的?
很是迷惑,
首先量子场论表明,粒子之间的基本相互作用是通过交换某种粒子来传递的,即基本相互作用都是由媒介粒子传递的,这类媒介粒子统称为规范玻色子.传递引力相互作用的媒介子是引力子g,是引力场量子,它是自旋为2的零质量粒子.因为玻色子的传递速度为光速.所以引力传递不会出现比光快的速度.
但是黑洞因为质量太大,重力加速度大于光速,所以光出不来,可是黑洞的引力却可以吸引外面的物质不断使之进入黑洞,是不是说明引力传递速度大于光速,或者引力波、引力子的速度大于光波或者光子的速度?
还有哦,从广义相对论来讲,引力产生的原因是质量和能量的存在使时间和空间发生了扭曲,使得靠近大质量物体的其他物体会自动沿着扭曲的空间做最近的直线运动.这种时空扭曲的变化需要时间吗?那传递速度是多少?速度比光快还是慢?如果光是最快速度的话,那宇宙大爆炸初期宇宙的膨胀速度远远超过光速,又该怎么理解?
很是迷惑,
首先量子场论表明,粒子之间的基本相互作用是通过交换某种粒子来传递的,即基本相互作用都是由媒介粒子传递的,这类媒介粒子统称为规范玻色子.传递引力相互作用的媒介子是引力子g,是引力场量子,它是自旋为2的零质量粒子.因为玻色子的传递速度为光速.所以引力传递不会出现比光快的速度.
但是黑洞因为质量太大,重力加速度大于光速,所以光出不来,可是黑洞的引力却可以吸引外面的物质不断使之进入黑洞,是不是说明引力传递速度大于光速,或者引力波、引力子的速度大于光波或者光子的速度?
还有哦,从广义相对论来讲,引力产生的原因是质量和能量的存在使时间和空间发生了扭曲,使得靠近大质量物体的其他物体会自动沿着扭曲的空间做最近的直线运动.这种时空扭曲的变化需要时间吗?那传递速度是多少?速度比光快还是慢?如果光是最快速度的话,那宇宙大爆炸初期宇宙的膨胀速度远远超过光速,又该怎么理解?
一、关于黑洞与光速的问题.引力传递速度与光速孰快孰慢并不影响黑洞引力对光的“吸引”,就像是电场的传播速度是光速,但是导体中的电子移动速度只有毫米每秒的数量级一样.质量如果说是时空面上的一个阱的话,引力波的速度就是这时空面上一点“振动”传递到远方的速度,而决定物质能否逃离这个阱的因素就是物质的速度,好比从坑里向外冲一样；黑洞就像是无限深的阱,即使以光速都无法冲出去.所以引力传递速度与光速的关系不能根据黑洞吸引光的现象推导出来.
二、这种时空扭曲的变化就是引力波的速度,根据量子场论等理论我们猜测如果引力波存在的话,其传递速度应当为光速.
三、“宇宙大爆炸初期宇宙的膨胀速度远远超过光速”这个问题我还没有考虑过.不过我推测光速作为我们时空中的速度极限,应当会与时空和物质的某种本性相关.如果大爆炸理论成立的话,也许时空在宇宙早期与我们现在有某种不同（或许会有时空当量或常数之类的东西吧）,导致那时的速度上限更大.而且宇宙的膨胀速度是否是我们理解的速度的概念尚未可知,例如两个相对于静止参考系的物体分别以光速分离,虽然它们的相对速度仍然是光速,但是在静止参考系看来它们之间的相对距离仍然在以二倍光速扩大.
再问： 很喜欢你的第三个解释中关于参考系的比喻。 解释一是广义相对论的观点，时空扭曲形成阱产生了引力效应，那么物体质量发生变化这个事件会使空间产生波向外传播，而这个波传播的速度是光速。按说量子理论也可以得到相同的结论，其解释说引力是通过交换媒介粒子（玻色子中的引力子）传递的，和光子类似，因为黑洞引力巨大，逃逸速度大于了光速，所以光无法射出，但引力子却可以产生作用，引力子是不是速度大于光子？是我理解错了？
再答： 这个涉及到现代引力理论与量子理论的融合问题，或许未来能有量子引力理论能够完美地回答这个问题。就目前的理论来说，最好的解释应该是霍金关于黑洞“辐射”的解释。简单来说就是在黑洞视界的外部附近因为随机涨落等因素产生虚实粒子对，其中虚粒子携带负能量被黑洞吞噬进入视界，而实粒子则逃逸出黑洞视界（注意黑洞的视界就是史瓦西半径，即光能否逃离黑洞的分水岭），形成黑洞的“辐射”。而光子和理论预言的引力子的反粒子就是其本身！这就是关于黑洞引力场的一个可能的解释。具体可参看霍金《时间简史》、索恩《黑洞与时间弯曲——爱因斯坦的幽灵》、鲁道夫·基彭哈恩《千亿个太阳——恒星的诞生、演变和衰亡》的相关章节。（前两本书偏重物理，第三本书偏重从天文角度讲，与本问题关系不大）
二、这种时空扭曲的变化就是引力波的速度,根据量子场论等理论我们猜测如果引力波存在的话,其传递速度应当为光速.
三、“宇宙大爆炸初期宇宙的膨胀速度远远超过光速”这个问题我还没有考虑过.不过我推测光速作为我们时空中的速度极限,应当会与时空和物质的某种本性相关.如果大爆炸理论成立的话,也许时空在宇宙早期与我们现在有某种不同（或许会有时空当量或常数之类的东西吧）,导致那时的速度上限更大.而且宇宙的膨胀速度是否是我们理解的速度的概念尚未可知,例如两个相对于静止参考系的物体分别以光速分离,虽然它们的相对速度仍然是光速,但是在静止参考系看来它们之间的相对距离仍然在以二倍光速扩大.
再问： 很喜欢你的第三个解释中关于参考系的比喻。 解释一是广义相对论的观点，时空扭曲形成阱产生了引力效应，那么物体质量发生变化这个事件会使空间产生波向外传播，而这个波传播的速度是光速。按说量子理论也可以得到相同的结论，其解释说引力是通过交换媒介粒子（玻色子中的引力子）传递的，和光子类似，因为黑洞引力巨大，逃逸速度大于了光速，所以光无法射出，但引力子却可以产生作用，引力子是不是速度大于光子？是我理解错了？
再答： 这个涉及到现代引力理论与量子理论的融合问题，或许未来能有量子引力理论能够完美地回答这个问题。就目前的理论来说，最好的解释应该是霍金关于黑洞“辐射”的解释。简单来说就是在黑洞视界的外部附近因为随机涨落等因素产生虚实粒子对，其中虚粒子携带负能量被黑洞吞噬进入视界，而实粒子则逃逸出黑洞视界（注意黑洞的视界就是史瓦西半径，即光能否逃离黑洞的分水岭），形成黑洞的“辐射”。而光子和理论预言的引力子的反粒子就是其本身！这就是关于黑洞引力场的一个可能的解释。具体可参看霍金《时间简史》、索恩《黑洞与时间弯曲——爱因斯坦的幽灵》、鲁道夫·基彭哈恩《千亿个太阳——恒星的诞生、演变和衰亡》的相关章节。（前两本书偏重物理，第三本书偏重从天文角度讲，与本问题关系不大）
引力场或者说引力波的传递速度比光速快吗?到底光是不是最快的?
引力场建立的速度比光速快吗?
时间差异与引力速度爱因斯坦说:异地的时间统一需要信息传递,而最快的信息传递是光速,光速有限,所以时间存在差异.但引力场不
暗物质是不是运动比光是快啊,光速不是最快的!是暗物质最快!
暗物质是不是运动比光是快啊,光速不是最快的!
为什么说宇宙中最快的是光速,不是说暗能量比光速快吗?有没有证据?
光在引力场中得以传播,光所到达的地方引力场已经存在：引力的传播速度要比光速快?光的抟播介质是引力?
光速真的是宇宙最快速度吗?有没有比光速更快的速度?
这世界上有比光速快的东西吗 不是说宇宙的膨胀速度比光速还快吗
引力的速度比光速慢还是快?
宇宙膨胀的速度比光还快,不是说光速最快么
爱恩斯坦说光速是宇宙中最快的速度,可是为什么牛顿的万有引力说物体之间相互的引力是不用时间就可以传递过去.这不是引力的传播