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关于量子引力的探索及计算

(2023-03-02 10:06:30)
分类: 物理理论

    量子引力,又称量子重力,是描述对重力场进行量子化的理论,属于万有理论之一隅;主要尝试结合广义相对论与量子力学,为当前的物理学尚未解决的问题。那么量子引力的本质是什么?量子引力的大小又该如何计算呢?量子重力是量子在地球表面呈现的重力,下面谈一下我对量子引力的看法。

一、分析并计算光量子引力-撒啊啊啊啊啊啊啊啊啊的水水水水水水水水撒·1

在研究量子引力之前,我们首先研究特殊的量子——光量子引力。我在《再论光量子万有引力定律》一文中论述,任何光量子的质量和它的波长的乘积是常数,其数学描述:mλ=H——(1)其中,m是光子的质量、λ是光子的波长、H=h/c,其中h是普朗克常数、c是光速常数。光量子的重力应该等于光量子的质量乘以重力加速度,根据上面的论证,f=mg=H/λ=hg/cλ——(2),其中,f是光量子重力、g是地球的重力加速常数、c是光速常数、λ是光量子的波长。分析方程(2hgc都是常数,hg/c必然是常数,令N=hg/cN是常数,所以方程(2)可以写成:f=N/λ——(4),其中f是量子重力、N量子重力引力常数、λ是光量子的波长。于是我们得到光量子重力定律:任何光量子都是存在重力的,光量子的重力的大小和光量子的波长成反比,其数学描述:f=N/λ。

现在我们计算一下光量子重力引力常数,N=hg/c=6.63×10^-34×9.8/3×10^8=2.166×10^-41(牛顿·米),红光量子的波长约为3.25×10^-7m,代入量子引力公式:f=N/λ=2.166×10^-41/3.25×10^-7m=3.4×10^-35牛顿,即红光量子的重力约为3.4×10^-35牛顿。

二、分析并计算量子引力

将光量子引力的计算方法推广到一般。根据德布罗意波长公式:p=h/λ,p=mv= h/λ——(5),其中p是量子的动量、m是量子的质量、v是量子的速度、λ是量子的波长。由方程(5)可以得到:m= h/λv,量子的引力f=mg= hg/vλ——(6),分析(6)当v恒定时,由于h是普朗克常数、g是重力加速度常数,hg/v必然是一个常数,令N1=hg/vv恒定时N1是常数。于是我们得出量子引力定律:任何量子都是存在重力的,量子的速度恒定时,量子的重力的大小和量子波的波长成反比,数学描述:f=N1/λ,其中N1量子某一速度时的常数。

由于电子、质子的重力根据现有科学实验数据(质子、电子的质量及重力加速度)可以计算,计算的结果分别是:f1=9×10^-30牛顿、f2=1.66×10^-26牛顿。假设电子的波长是λ1、质子的波长是λ2,根据方程(6)可得:λ1/λ2= f2/ f1=1.66×10^-26/9×10^-30=1.84×10^3,由两者波长的比值可知,电子的运动比质子的运动更容易呈现波动性,速度相同的量子,质量越小、波长越大,并且质量和波长成反比。

下面我们具体计算一下,量子速度是10^7m/s,电子和质子的具体波长,λ1=hg/f1v=6.63×10^-34×9.8/9×10^-30×10^7=7.22×10^-11m,λ2=hg/f2v=6.63×10^-34×9.8/1.66×10^-26×10^7=3.91×10^-14m,也可以看出,速度是10^7m/s时,质子比电子更难呈现量子的波动性。

结论:一般来说,重力是指粒子或物体的质量和地球半径位置处引力作用的结果。量子重力的大小和量子的波长与量子速度的乘积成反比,速度相同的量子,其重力和波长成反比。其数学描述:f=hg/vλ,其中,λ是量子的波长、g是重力加速常数、h是普朗克常数、v是量子的速度。

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