引力場是有源場嗎?愛因斯坦引力本質是時空彎曲(這麼說對不對?),那它跟有沒有物質是不是沒關係啊?

1, 看《費恩曼物理學》的時候,他關於一個球殼引力勢能分布的論證與帶電球殼電勢分布十分一致,那引力場中有沒有類似電磁場中的高斯定理?引力場是不是和電磁場一樣是有源場?
2, 卡拉比—丘空間已經被證明是6維的封閉空間(種類很多),它是真空的,即裡面沒有物質,但曲率不平凡,即存在引力場(感謝某某匿名用戶提醒)。那是不是就已經承認了引力場是不是有源場?還是丘空間是很微小的,在那樣尺度和規模下,重力有不同表現?
3, 鑒於2,是不是可以將物質想辦法統一到能量中,即能量運動的不同表現,這樣真空也是有真空能的(這樣說也問對不對?),於是也就不存在什麼引力場有源還是無源了,因為無非物質也是能量的聚集體,引力場也是某種能量的時空分布(比如,狂想為暗物質),他們是同本質的,這樣說對不對?

(非物理學科班,描述錯誤,諸位大神忍耐,盡量少噴,謝謝~。補充:也希望能說說2和3)


電磁場里的源的本質是電荷的分布和流動;引力場裡面的源的本質也是物質在時空中的分布和流動,可以用張量來表示這個信息,而場方程中除了僅以質量來考慮對時空的影響以外,也可以包含電磁場對時空曲率的影響。

廣義相對論的語言可以表示有引力源的場,而沒有引力源的就是用相關的愛因斯坦張量為零來表示。愛因斯坦場方程是有真空解的,比如Minkowski時空、Schwarzschild真空等。令其愛因斯坦張量為零,對應的Ricci curvature也就為零,可以得到各種真空解。真空解意味著這裡沒有質量,但是這個場本身卻是有能量的。

需要注意的是Ricci curvature不等同於Riemannian curvature,我不是很了解Calabi-Yau manifold,不過wikipedia上Calabi的性質只提到了Ricci curvature vanishes,並沒說Riemannian curvature vanishes,所以它不一定是平直的。

等待更好的答案。


Calabi-Yau 是 Ricci-flat 的但不是flat,可以在沒有物質的情況下表現出重力。無論作用力存不存在,作為作用力背景的場始終存在。(感謝Minglei Xiao 指正)
對於不是Ricci-flat的流形,我的理解是解Einstein方程,或者說最小化Hilbert作用量得到的度規是有奇點的(沒找到文獻)。


引力場的源是stress tensor能動張量。
當然,這裡的「源」和電磁場的可能不太一樣。如果你用高斯定理定義「源」,那引力場的源是ADM質量,但這隻適用於靜態漸進平直引力。還有許多通過漸進時空對稱性定義的質量作為源。
而我說的能動張量是從耦合的角度說的,即對比電磁四矢與電流的耦合,引力場張量與能動張量耦合。
另外,時空的緊緻化,首先以我粗淺的理解它未必彎曲,比如平直的T2。卡拉比丘流形我還不很熟。然後,這種拓撲效應並不一定需要源,電磁場里也有拓撲效應,磁單極什麼的——當然你可以把拓撲效應本身當作源,還是那句話,看你如何定義了。

Calabi-Yau manifold (這是個「緊緻流形」compactified manifold,「封閉空間」不是規範的說法)上並不討論引力。引力或引力子都是未緊緻化的維數上的東西。所以這個流形上的曲率應該是和引力沒有關係的。以我目前對弦論的理解。


1.時空如何彎曲是由該點的能量—動量張量決定的,定量關係由愛因斯坦方程描述
也就是所謂的物質告訴時空如何彎曲。如果題主說的有源指的是由物質作用產生的,那確實可以算有源。
2.絕沒人說過愛因斯坦方程在弦理論的尺度上還成立,如果你把滿足愛因斯坦方程的物理過程稱為「引力」的話,我們確實不知道微觀世界的時空扭曲和內個地方的能量分布的關係。
3.這個要靠把引力量子化...好希望自己可以活到那一天


時空的彎曲是因為物質和能量的存在。看一下場方程就知道了。


我想知道題主看了上面三個回答有什麼感想?


有物質的時空一定是彎曲的(Ricci 曲率),但沒物質的時空不一定不彎曲(Weyl曲率)。


從直觀角度講,如果找到斥力為主宰的時空部分,應該就是無源場了。例如白洞的附近的時空,並且黑洞和白洞是有蟲洞鏈接的。


引力是有源場的,而牛頓的引力與物質有關、愛因斯坦的引力與時空彎曲有關的解釋都是片面的、表面的,引力的本質與時空的本質、物質的本質是密切相關的,都是奇子不同運動狀態產生的,詳細請參考聞曉的《以太之迷與奇子論》一書,相信奇子理論能給你更深一層的答案。


我不一定認為引力是場。只是建個看起來有點像的數學模型叫做場。
引力的本質和名字,數字,模型都沒關係。
觀察和思考其實都是可以離開名字進行的。


對於月亮繞著地球轉的現象,萬有引力理論容易讓人以為地球奴役著月球,就像你用繩子拉著你的寵物一樣。
但實際上並不是那樣的。月亮繞著地球轉,是因為地球的質量使地球周圍的時空彎曲了。在這個彎曲的時空里,月亮按照自然的運動,就圍繞著地球轉了。

宇宙是民主的!
問:蒼蠅圍繞著大便轉,是什麼原因?
答:是蒼蠅自己的原因,是蒼蠅總愛跟著大便的氣味走的結果。所以,請別再說大便總愛奴役蒼蠅了。


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