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速度越快,質量越大,那麼,質量變大,會不會產生額外的引力?

在廣義相對論中,把「慣性質量=引力質量」作為基本假設,而且該假設已被眾多實驗所證實,只要該前提正確,那麼直接推論就是「相對論質量會導致萬有引力」。

因為在大型強子對撞機中,無論我們如何提高加速器的能量,也只能把微觀粒子加速到接近光速,99.999%,甚至99.999999%,但始終無法達到光速。

本質原因就是粒子因速度引起的相對論質量,會導致粒子的質荷比增加,慣性質量的增大,導致加速越來越困難,說明相對論質量和慣性質量具有同樣的性質,或者說這兩者也是等效的。

如果「引力質量=慣性質量」繼續成立,那麼我們就會得到「相對論質量和引力質量等效」,那麼相對論質量就會導致萬有引力。

但是,幾乎在所有人類能接觸到的情況下,相對論引起的質量增加,都無法直接測量它激發的引力場變化大小;所以對題設的回答,並沒有直接的實驗進行驗證。

在廣義相對論的引力場方程中,引力場的大小由時空的彎曲程度來描述,而時空的彎曲程度由一個叫作能量動量的物理量丅ij所決定。注意,決定時空彎曲程度或者引力場大小的物理量丅ij中,不僅包含有物體的靜止質量,而且還包含有物體的運動速度。也就是說,引力場的大小,不僅與產生引力的物體的靜止質量有關,還與產生引力的物體的運動速度有關。更重要的是,能量動量張量丅ij是一張量,也就是說,引力場的大小,還與產生引力的物體的運動方向有關。

愛因斯坦假設,物體在引力場中的運動,就是在彎曲的時空中,沿彎曲時空中的短程線的運動(愛因斯坦後來與人合作,直接從引力場方程推導出了運動方程,與這個假設含義基本相同,因此,這個假設就再也沒有必要存在了。)在短程線方程的兩邊同乘以一個運動物體的靜止質量,就可得到一個類似牛頓第二定律的表達式,由此式可以看出,物體在引力場中的運動,不僅與物體的靜止質量和引力場(時空彎曲)的大小有關,還與該物體的運動速度,包括方向有關。

引力場的大小或時空的彎曲程度,不僅與產生引力場的物體的靜止質量有關,還與產生引力場的物體的運動速度,包括方向有關。而物體在引力場中的運動,或物體在引力場所受到的「力」,除與該運動物體的靜止質量有關外,也與該運動物體的運動速度,包括方向有關

出現在張量形式的相對論公式中的質量,通常都是物體的靜止質量,因為靜止質量是一個標量,而出現在這些公式中的速度,都是四維速度,這樣,這個速度才是符合協變要求的矢量。如果仍使用原來的速度,則靜止質量就要改寫為與速度有關的運動質量。

可見,在廣義相對論中,引力,不僅與物體的靜止質量有關,還與物體的運動速度,包括運動方向有關。這一點很重要,正是由於引力還與物體的運動速度包括方向有關,才解釋了水星的近日點進動。

如果我們不釆用時空彎曲的說法,但對牛頓的萬有引力公式和第二定律公式進行一些修改,也認為引力,包括產生的引力場和物體在引力場中所受到的力,除了與物體的靜止質量有關外,還與物體的運動速度,包括方向有關,也許我們就能建立起一個與廣義相對論等價的,但時空卻不需彎曲的理論,也許也能解釋水星的近日點進動。

PS:未經同意不得轉載(圖片來源網路)

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