為什麼電磁力和引力同為平方反比力,但是電磁力可以靜電平衡,但是引力就不能?
這裡面有什麼更深層次的東西嗎?
看了一圈回答,感覺相關性不太大……
知乎不是都說先問是不是再問為什麼嗎?事實上平方反比場滿足Gauss定律 ,因此場勢的Laplacian滿足 代表不存在極小值點,至多只存在鞍點。這個其實是恩紹定理(Earnshaws theorem),表示任意平方反比場不能單獨通過這個場獲得靜態平衡。一般的靜電平衡是給了你一些固定的電荷或者導體,但是這些固定電荷、導體結構都是通過其它作用才能達到靜態穩定平衡的;所以光用電磁力本身同樣也是無法達到穩定平衡的。
當然,還是可能存在不穩定平衡點,這就是因為電荷存在正負而質量只有正的。
*另外其他答主說什麼「時間對稱性」,至少我認為沒有什麼直接聯繫。首先確實電荷是U(1)對稱性的各種不可約表示,允許正負值。但是能動張量是時空對稱的守恆流卻不能直接決定引力的作用方向。事實上要增加一個叫做strong energy condition的條件,而對於存在宇宙常數(暗能量)的情況,這一條件不被滿足,和宇宙常數導致「排斥」是相符的。
簡單回答: 因為我們現在做不出能回到過去的"時間機器"
靜電力由電荷引起,從對稱的觀點,就是「全局的U(1)規範對稱性」,有正值有負值,對應正電荷負電荷,有相互吸引/也有相互排斥;
引力由"質量/能量"引起,從對稱的觀點,就是「時間的對稱性」;我們現在只觀察到了時間向未來流逝(正值是引力),從來沒有觀察到時間能回到過去(負值,斥力)物理理論除了「熵增」外,並沒有那一個說時間不能回到過去,而「熵增」這個理論目前的解釋並不太能令人滿意
一種解釋是說:存在另一些宇宙,這些宇宙時間能反演,但這種宇宙不適合人類這種生物生存
一種解釋是說:宇宙時間能反演,但"記憶"只能在正向時間裡工作,反演的時間會導致"記憶"失去,所以在反演的時間方向上,沒有「物理理論」
還有一種是「暗能量」解釋,我們已經知道宇宙膨脹是加速的,所以宇宙中有引起斥力的"暗能量",暗能量就是引力的對稱力,但我們目前對暗能量還沒有像樣的理論
處於靜電平衡狀態的導體其內部合電場強度處處為零,根據高斯定理不難推出內部電荷量代數和為零(即正負電荷相互抵消),而質量只可能為正(從經典力學的角度看,不考慮負質量)。
簡單來說就是電荷有正有負,而「引力荷」則沒有負值(目前來說)。而且引力的大小相較於電力來說比較微弱,所以你可以很容易地觀察到電磁力「無視」引力把帶電體搬來搬去,但反過來就比較難。
最後一句就是,平方反比並不是一個特別特殊的規律,其實也有其他的力可以如此表示,所以就不要強求這些力都展現出類似靜電平衡的現象啦,畢竟靜電平衡的根本邏輯也不是平方反比,而是電荷移動對電場的負反饋作用。
電磁力有兩種相反的荷,但引力只有一種。相反的荷可以抵消,相同的荷只能累加。
電磁力靜電平衡?電荷被中和顯電中性了吧。
其實引力也是可以平衡的。如拉格朗日點。
有興趣可以搜一下,天體力學會涉及這個。
假設有兩個等質量的天體,你在他們兩中間,
引力也是平衡的。不過你一旦改變位置,稍微離某個天體近一點,平衡就破壞了。
再比如,有兩個等大小的重力場,方向相反,也是可以互相「抵消」的。
電子可以自由移動,但是物體裡面的質點不可以自由移動。
這樣
宇宙間四種基本力之一,電磁力的本質。
光2:電磁力是磁光和電光致光折射效應的宏觀體現
https://www.zhihu.com/zvideo/1293018424126955520
光3:萬有引力的本質。統一場夢想成真。
https://www.zhihu.com/zvideo/1311862559155310592
這個問題是物理學裡的懸案,沒有搞明白。其公式就像孿生子,但是電磁力是對偶的,引力卻不是,愛因斯坦耗盡半生就是想把兩個東西揉到一起,最後也沒有影子。
引力直到今天,依然大搖大擺,閑庭散步的遊盪於所有力的統一步伐之外。物理學家頭疼呀,看著這麼相似的公式,就是統合不到一塊去。
有空來本專欄瀏覽一下文章,這些文章就是探索空間量子化的,包括引力的解釋和探索,歡迎斧正!本專欄不是科普,而是物理理論探索,所以可以抱著借鑒,批判,審視,懷疑的精神來開拓你的思路,拋磚引玉是本專欄的目的。
學無止境:《量子空間》專欄簡介?zhuanlan.zhihu.com四大基本力,力是運動產生的,因此所有的力都是運動的移動的,只有兩種共生相等相對存在的力才可以靜止存在。才是基本力。單個存在的單生力都是運動的。四大基本力只有電磁力是基本力。強,弱,引,三種力都是單獨存在的,都是移動的,不能靜止存在,所以它們不是基本力。
基本力只有電磁力,壓力,還回頂力(就支持力),壓力還回頂力是共生相等的,(如果一方大必須運動出去達到相等)
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