Physics 版 (精华区)

发信人: yanyanyan (风), 信区: Physics
标  题: ０４５　什么是引力的速度
发信站: 哈工大紫丁香 (2001年02月20日09:45:37 星期二), 站内信件

０４５　什么是引力的速度？

　　关于这个问题，有另外一个比较长，然而也比较明白的
提法。这就是：假若太阳突然不复存在，并且消失得无影无
踪的话，地球要在多久以后才不再受到太阳引力场的吸引呢？
　　还可以提出一个类似的问题：当太阳消失以后，地球什
么时候才不复得到它的光？
　　对于第二个问题，答案是大家熟知的。我们都知道，太
阳离开地球有一亿五千万公里。我们还知道，光在真空中以
每秒３００，０００公里的速度传播。太阳消失前的最后一
束光线在离开太阳后，要用８．３分钟的时间才到达地球。
换句话说，我们将在太阳消失８．３分钟后才会知道这件事。
　　这第二个问题之所以容易回答，是因为我们有好多种测
量光速的方法。由于人们能够察觉自遥远星体射来的微弱光
线的变化，也由于人们自己能发射出强大的光束，这些测量
方法就成了切实可行的事情。
　　在与引力场打交道时，我们就没有这些有利条件了。研
究微弱的引力场的微小变化是十分困难的，而且，我们也无
法在地球上产生强大的引力作用，让它们传播很远的距离。
　　因此，我们只好局限于理论上进行探讨了。目前，已知
宇宙间有四种相互作用：（１）强相互作用；（２）弱相互
作用；（３）电磁相互作用；（４）引力相互作用。前两种
是短程作用，随距离的增大而迅速减小，到了超过原子核直
径的地方，它们已经微弱得可以忽略不计了。电磁作用和万
有引力作用是远程的，它们反比于距离的平方而减弱。这就
是说，即使是在天文距离上，也能感觉到这两种作用。
　　物理学家相信，两个物体间的任何一种相互作用都是通
过交换亚原子粒子来实现的。所交换的粒子质量越大，相应
的作用范围就越小。例如，强相互作用是由于交换质量比电
子大２７０倍的π介子而产生的，弱相互作用是由于交换质
量更大的Ｗ粒子而产生的（顺便说一下，这个粒子还未被发
现）。
　　如果所交换的粒子根本就没有质量，那么，相应的作用
范围就是无限大的，这正是电磁相互作用的情况。这时所交
换的粒子是没有质量的光子。这样一束没有质量的光子就是
一束光线，或一束辐射。引力相互作用也像电磁作用一样是
远程的，因此，它也应该交换一种没有质量的粒子——人们
称之为“引力子”。
　　而且，物理学家有十分充足的理由假设，在真空中，没
有质量的粒子只能以光速运动。这就是说，速度约为每秒
３００，０００公里，既不能大，也不会小。
　　如果是这样的话，引力子就是以光子的速度前进的。这
就意味着，如果太阳消失的话，它所放出的最后的引力子将
与最后的光子同时抵达地球。在我们最后看见太阳的一瞬间，
也同时失掉了它的吸引力。
　　换句话说，引力是以光速传播的。


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