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如果宇宙没有任何天体,还会有引力吗?

这个可以有。 天体的定义之一是可观测宇宙中的物质实体。物理学对物质的定义之一是具有正不变质量的东西。按照上述定义,光子不是物质,光子不属于天体。按照广义相对论,光子的能量和动量可...

这个可以有。


天体的定义之一是可观测宇宙中的物质实体。物理学对物质的定义之一是具有正不变质量的东西。按照上述定义,光子不是物质,光子不属于天体。按照广义相对论,光子的能量和动量可以弯曲时空,可以表现出引力。


在更一般的语境里,读者大抵不会觉得孤立的原子是天体,原子之间显然可以有引力。亚原子粒子类推。


在此基础上,我们可以注意到,宇宙的可能的存在形式不限于我们周围的可观测宇宙这一种。不含物质的时空本身可以呈现并不平坦的状态。可观测宇宙看起来也可能具有非零的宇宙常数。


宇宙常数可能是时空的属性(或许是几何属性),可以在没有任何物质、没有光子等的情况下产生时空弯曲。当前观测现象显示的暗能量或许是宇宙常数的表现。

也可以想想德西特时空、反德西特时空。

目前,可观测宇宙的时空可能是平坦的也可能是封闭的,这方面的观测还在进行中。


喜欢的话,读者也可以讨论具有负不变质量的东西。此时,你可能需要非零的宇宙常数。


1979 年,丘成桐与 Richard Schoen 合作证明了正能量定理(正质量猜想):在广义相对论框架下,对于 ADM 质量,渐近平坦时空的质量、能量非负,且仅在闵可夫斯基时空里质量、能量为零。1981 年,爱德华·威滕用旋量给出简化的证明。那之后,马尔科姆·路德维森、马尔科姆·佩里、加里·吉本斯、史蒂芬·霍金等将正能量定理陆续推广·扩展。


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  • 发表于 2025-01-29 19:41
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