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引力场自身的总能量到底正的?负的?还是为0?

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各位老铁们,你们认为引力场自身的总能量到底正的?负的?还是为0?
物理上的直觉有两个方面:(1)考虑一个尘埃组成的星云,星云尘埃收缩成星球的过程中空间中的引力场增强,而在这个过程中尘埃自由下落的速度越来越快,故能量增加。于是考虑能量守恒可知引力场应是负的。(2)双星系统会辐射引力波,即会辐射出引力场且它带走能量,从而双星系统的能量下降,基于能量守恒,又似乎引力场应该是正的。
上面两种解释自相矛盾,引力场的能量到底是正的还是负的?下面这篇文章计算了一个由不可压缩的流体所构成的均匀密度的星球的引力场的能量,按不同的计算方法,纯引力场的能量是正的、为0,为负都有可能,但都不是ADM能量——因为ADM能量还包括非引力场的普通物质的贡献。你认为哪种计算方法才是对的?
https://zhuanlan.zhihu.com/p/665686185


IP属地:广西1楼2023-11-14 09:38回复
    正能量定理:孤立引力体系的ADM能量非类空


    IP属地:上海来自Android客户端2楼2023-11-14 09:51
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      你把引力场换成正负电荷之间的电场后还有一样的疑问吗?


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      IP属地:安徽来自Android客户端3楼2023-11-15 03:39
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        根据场方程引力场的能动张量看,好像不存在负能量吧?


        IP属地:山东来自Android客户端4楼2023-11-15 07:51
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          引力场的能量是正的,星云收缩为星球,是因为引力势能部分释放变成动能,引力势能减小了,并非引力场能量由0变为负数。引力场的大小与引力场能量没有必然的关系,比如,两个物体相距无穷远,它们之间就没有引力,但两物体间有引力势能,把这两个物体放到一起,它们有了引力,但相互间的引力势能变为0。


          IP属地:广东5楼2023-11-15 08:20
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            正负电荷合并合变将变成电中性粒子,原本存在于正负电荷周围空间中的电磁场被消除了,即这个过程中电磁场的能量转化为正负电荷的动能,而电磁场却消失了。而两个星球互相靠近时,其周围的引力场非但没有消失,而是反而更强了。在这个过程中,虽然都是场能转化为动能,但一个是相互作用场消失,另一个却是相互作用场加强,两者截然相反。


            IP属地:广西来自Android客户端6楼2023-11-16 23:02
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              类比一下电磁场,给一个电容的两极充电,两极聚集了正负电荷,充电时消耗的能量变成了两极正负电荷之间的势能,这是一种观点,即认为消耗的能量转化为两极电荷间的势能。另一种观点,电容充电之后,在两极之间的空间中建立起电磁场,电磁场具有正的能量密度,将其积分,所得的能量正好等于给电容充电所消耗的能量,也就是说,这种观点认为充电过程是消耗的能量转化为了电磁场的场能。这告诉了我们,电磁场的场能与电磁势能等价,相互作用的物体之间的势能,实为相互作用的物体之间的相互作用场的场能。引力场也是如此,取两个星球A与B在相跟无限远时的势能为0,这时AB两个星球之间并没有建立起相互作用的引力场,故AB之间的引力相互作用的场能也为0。之后,AB两个星球互相靠近,AB之间的势能减少,AB两星球的动能增加,这可以认为是势能转化为动能。由于两星球在无限远时势能为0,又因为AB两星球互相靠近时势能减少,故势能变为负的。在两星球靠近的过程中它们之间的相互作用场一一即引力场越来越强,而势能却越来越小。势能与相互作用场的场能等价(就如电磁场的场能与电磁势能等价一样),由此可知,引力场的能量是负的(因相应的势能是负的)。


              IP属地:广西来自Android客户端7楼2023-11-16 23:03
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