Min forståelse har alltid vært at det gjør det fra konvensjonelle naturfagskurs, men tenkte virkelig på det, jeg lurte på om dette virkelig er tilfelle.
Etter min begrensede forståelse er det en teori om at det er gravitoner som fungerer som partikler for å trekke to forskjellige masser sammen. Hvis disse gravitonene virkelig er de fysiske tyngdepartiklene, så ville et såkalt «vakuum» som hadde tyngdekraft ikke være et vakuum i det hele tatt. Et reelt vakuum skulle mangle disse partiklene, og dermed mangler tyngdekraften?
Alt i vakuumet skal da implodere på grunn av sin egen gravitasjonsattraksjon i seg selv? Hvis dette er tilfelle, kan vi si i et ekte vakuum, eksisterer ikke ytre tyngdekraft?
Kommentarer
- I ‘ Jeg er ikke sikker på at jeg forstår det siste punktet om implosjon. Hvis du plasserte en planet i et univers som var helt tomt, ville du ikke ‘ t forventer at planeten vil implodere fordi den ‘ sitt eget indre trykk vil være lik tyngdekraften som trykker innover
- Jevn vurderer bare klassiske modeller, vil du si at per definisjon ikke lys kan krysse et vakuum, for hvis det gjorde det, ville det såkalte vakuumet inneholde fotoner (» kroppsdeler som Newton kalte sine teoretiske lyspartikler) under transport? Hvis du definerer det slik, så er ‘ bare en måte der ‘ ikke er noe som heter vakuum. ..
- Da jeg gikk på videregående skole, la en lærer en gummikule og en fjær i et klart plastrør. Han vippet røret frem og tilbake, og vi så ballen falle raskt mens fjæren sakte sakte ned. Deretter forseglet han endene på røret og brukte en pumpe for å fjerne (nesten) all luften inni. Han vippet røret frem og tilbake igjen og ballen og fjæren falt side om side i samme hastighet. Ok, så røret var ikke et 100% fullstendig vakuum, og tyngdekraften som virket på kulen og fjæren kom fra jorden som ikke var i røret. Men noen ganger går disse enkle, små demoene langt.
- @cobaltduck – Jeg tror at det han ‘ kommer til er om et vakuum skal inneholde noen partikler ved alt, ikke engang teoretiske masseløse gravitoner. Læreren på videregående var sannsynligvis ikke ‘ ikke i stand til å suge alle gravitonene ut av kammeret (og omgav det sannsynligvis ikke ‘ et tyngdekraftsblokkerende skjold for å forhindre gjennomkjøring fra gravitoner). Som du sa, kunne ikke laboratorieutstyret på videregående skole ‘ ikke engang oppnå et veldig sterkt vakuum, så mange luftmolekyler ble igjen inne i kammeret (men ikke nok til å forstyrre eksperimentet).
- Selv uten å vurdere gravitoner og bruke en klassisk modell, må du vurdere nøyaktig hva du anser for å være » tyngdekraften «: feltet eller den akselerative effekten av feltet? Feltet påvirker bare materie, så i et ideelt vakuum vil det ikke være noe som helst felt å påvirke, så feltet vil ikke kunne påvises, og ingen akselerasjonspåvirkning på grunn av tyngdekraften vil bli observert. Men antagelig hvis materie spontant skulle dukke opp i vakuumet, ville det bli påvirket av feltet (og ville skape sitt eget felt) – derfor kan feltet sies å » eksisterer » på en eller annen måte.
Svar
Intuisjonen din er god , men du blander sammen noen kvante- og klassiske fenomener.
I klassisk (dvs. ikke-kvante) fysikk er et vakuum en region i rommet uansett. Du kan ha elektromagnetiske felt i et vakuum, så lenge ladningene som skaper feltene er i en annen region. På samme måte kan du ha gravitasjonsfelt i et vakuum, generert av masser et annet sted i rommet. I denne klassiske beskrivelsen av universet er det ikke slike ting som fotoner eller gravitoner, og alt (for det meste) ordner seg.
I kvantefysikk er historien ikke så lett. Som du sier, nå er våre kraftfelt også partikler (fotoner og gravitoner), så kanskje en «kvantevakuum» burde ikke de inkludere dem heller? Dessverre viser det seg at det i kvantemekanikk (som rob påpekte) er umulig å ha et perfekt vakuum, en tilstand uten partikler i det hele tatt. En måte å se dette på er gjennom usikkerhetsprinsippet om energi-tid: $ \ Delta E \ \ Delta t > \ hbar / 2 $.
Et perfekt vakuum, en tilstand uten partikler i det hele tatt, må ha nøyaktig null energi. Hvis energien er nøyaktig null, er den helt sikker, og $ \ Delta E = 0 $ som bryter med usikkerhetsprinsippet. Så kvantevakuumet er ikke en tilstand med null partikler, det er en tilstand med sannsynligvis null partikler.Og i forskjellige situasjoner kan det være nyttig å endre definisjonen din av «sannsynligvis», så det er mange forskjellige ting fysikere vil kalle et «vakuum» i kvantemekanikk.
Denne ideen, den kvantemekaniske der er alltid noen partikler rundt i hvilken som helst region i rommet, har noen kule konsekvenser som vi «har bekreftet i laboratoriet! Den ene er Casimir-effekten . Dette er en kraft som dukker opp når du beveger to objekter i et vakuum så tett sammen trykket fra disse «virtuelle» fotonene får dem til å tiltrekke seg. En annen er partikkelen de oppdaget ved LHC, Higgs Boson . Higgs-feltet har en «vakuum-forventningsverdi», et perfekt kvantevakuum vil ha et Higgs-felt som ikke er null i hele det. Excitasjoner av dette feltet er Higgs-partiklene som finnes ved LHC!
Kommentarer
- Noen gode svar her, takk til alle. Jeg forstår nå at vakuum kan være relativt avhengig på konteksten og trenger ikke være en absolutt ting av intet. Beklager mangelen på oppstemninger da jeg mangler rep.
- Mange av ideene i dette svaret er nyttige, men mange av dem er ikke ‘ t helt riktig . For det første er tidsenergiusikkerhetsprinsippet ofte en glatt ting å ordentlig pinne ned, og kan ‘ ikke brukes for å få konklusjonene her: faktisk, vakuumet er en energi egenstat ved definisjon, så har den en nøyaktig energi (men ikke et nøyaktig partikkelnummer i en samhandlende teori). [Bortsett fra: dette er ikke å si noe om de vanlige finessene til Hamiltonian i kvantegravitasjon …] Dessuten forveksler Higgs-ting felt (med en ikke-null VEV) med partikkelen (svingninger fra denne verdien).
- @Holographer, jeg kunne ikke ‘ ikke være mer enig. Jeg siktet til et mer intuitivt svar enn streng, men burde ha tatt mer varsomhet. Jeg oppdaterte Higg ‘ s diskusjon, har du noen forslag for å rydde opp eller erstatte energitids usikkerhetsargument?
Svar
Gravitonen er den hypotetiske målebosonen assosiert med gravitasjonsfeltet. Jeg sier hypotetisk fordi det er langt fra klart om gravitasjon kan beskrives av en kvantefeltteori, så det er ikke klart om gravitoner er en nyttig beskrivelse.
I alle fall , bør du ikke ta forestillingen om virtuelle partikler som graviton for seriøst. Ta en titt på Matt Strasslers artikkel om virtuelle partikler . Virtuelle partisjer er egentlig bare en matematisk enhet for å beskrive energien i kvantefelt. Så selv om gravitonen er en god beskrivelse av tyngdekraften, bør vi ikke se vakuumet som fullt av gravitoner og derfor egentlig ikke et vakuum.
Anta for eksempel at vi setter en ladet partikkel i et vakuum. Vil du hevde at vakuumet ikke er et vakuum fordi det er et elektrisk felt i det? I så fall vil du også måtte si at vakuumet i nærheten av et massivt legeme ikke er et vakuum fordi det er et gravitasjonsfelt i det. Selv om jeg antar at det er noe gyldighet til dette kravet, virker det altfor ivrig.
Kommentarer
- » vil du hevde at vakuumet ikke er et vakuum fordi det er et elektrisk felt i det? » Nei … Jeg vil hevde det ‘ er ikke et vakuum fordi du setter en ladet partikkel i den.
- @PaddlingGhost: men feltet som er opprettet av en ladet kropp strekker seg inn i vakuumet som omgir det.
Svar
Du forveksler ganske enkelt vakuum med «ingenting», som er et filosofisk begrep. Du kan sjekke definisjonen på wiki
Vakuum er rom uten materie . Ordet stammer fra det latinske adjektivet vacuus for «ledig» eller «ugyldig». En tilnærming til slikt vakuum er et område med et gasstrykk som er mye mindre enn atmosfæretrykk. [1] Fysikere diskuterer ofte ideelle testresultater som ville oppstå i et perfekt vakuum, som de noen ganger bare kaller «vakuum» eller ledig plass, og bruker begrepet delvis vakuum for å referere til et faktisk ufullkommen vakuum som man kan ha i et laboratorium eller i rommet.
Det er forskjellige teorier som prøver å forklare gravitey (krumning av romtid, graviton osv.), men ifølge ingen av denne tyngdekraften eller gravitoner kan vi vurdere materiale
Kommentarer
- Kan du tilpasse dette svaret til å faktisk svare på spørsmålet? Du har ikke ‘ i det hele tatt ikke snakket om tyngdekraften her.
Svar
I kvantemekanikken er det umulig å fjerne alle partiklene fra et vakuum.Et volum av romtid som bare inneholder fotoner og gravitoner i termisk likevekt (eller ikke) høres ut som et helt godt vakuum for meg.
Svar
Et perfekt vakuum eksisterer aldri som nevnt i flere andre kommentarer. Alle «messenger-partikler» er svingninger i deres respektive felt (f.eks. Gravitasjonen et sted i gravitasjonsfeltet som har en ikke-null energiværdi). Alle felt er utsatt for kvantesvingninger, i det vesentlige har de sjelden ingen energi på ett punkt, men svingningene i gjennomsnitt er null (det vil si for de fleste felt, andre som det foreslåtte Higgs-feltet har muligens ikke-neglisjerbare energiverdier på sitt laveste energitilstand). Siden graviton også kan beskrives som en bølgefunksjon (omtrent som lys; det er teoretisk en slik ting som tyngdekraftsbølger som vrider romtid). Dette og poenget som er gjort tidligere er noe bevis på at det ikke er noe som heter perfekt vakuum. Det som kan gjøre situasjonen litt mer komplisert, er strengteori som forutsier at graviton er en streng som slutter, noe som antyder dens evne til å samhandle med mer enn vår tre romlige og engangsdimensjon. (All informasjon oppsummert fra Brian Greene «s Fabric of the Cosmos
Svar
Jeg tror at en del av problemet er å ikke ha en klar definisjon av «vakuum.»
Jeg kan tenke på minst tre typer vakuum. 1) absolutt 2) konvensjonell & 3)» praktisk «vakuum. Det praktiske vakuumet er den typen du finner i et» laboratorium. «Det konvensjonelle vakuumet er det som er definert som» fravær av materie. «Det absolutte vakuumet eksisterer ikke, annet enn» teoretisk. «
Ved å bruke de praktiske og konvensjonelle definisjonene for vakuum, er svaret på spørsmålet ja , tyngdekraften eksisterer i disse typer vakuum. For den absolutte definisjonen er svaret nei , fordi ingenting eksisterer (ikke engang felt, fotoner, svingninger, gravitoner osv.).
Svar
Ja, tyngdekraften eksisterer i et vakuum. Et vakuum trenger ikke å være helt blottet for materie, det trenger bare å ha et lavere trykk enn området rundt det.
Vurder sprøyten ovenfor. Hvis jeg skulle sette fingeren over enden og deretter trekke i stempelet, ville det oppstå et ufullkommen vakuum. Hvis det var en solid masse i sprøytehulen, ville den fortsatt adlyde tyngdekraften.