Площадка Сил

Как вы, вероятно, можете прочитать в Википедии, существует четыре фундаментальных силы, грубо говоря:

• Электрослабая сила: эта сила может быть как отталкивающей, так и притягательной. Электромагнитное взаимодействие дальнодействующее, а слабое взаимодействие имеет ближний радиус действия.
• Сильная сила: эта сила привлекательна, но имеет небольшой радиус действия.
• Гравитация: это притягательная, дальнодействующая сила.

«большой радиус действия» означает возможность$\frac{1}{r}$, т. е. обратная по расстоянию (сила, пропорциональная$r^{-2}$), «короткий диапазон» означает экспоненциально затухающий потенциал (сила, пропорциональная$e^{-r}$).

Легко видеть, что слабая и сильная силы не могут действовать на большие объекты: большие объекты обычно также находятся далеко друг от друга (иначе вам пришлось бы описывать их на более низком уровне), и эти силы являются короткодействующими. Этот короткий диапазон обычно приписывают массе частиц, опосредующих силу.

Электромагнитная сила, с другой стороны, в теории является дальнодействующей силой. Однако, поскольку сами атомы обычно нейтрально заряжены, на практике вы не встретите больших заряженных тел.

И это причина того, что единственной силой, действующей в больших масштабах, является гравитация, поскольку она одновременно и притягивающая (это означает, что не существует «гравитационно-нейтральных» объектов), и дальнодействующая.

Однако, поскольку гравитация настолько слаба (по сравнению с другими силами в атомных масштабах), ее можно смело игнорировать в малых масштабах.

Обратите внимание, что я предполагал классическое понимание гравитации, ограниченное четырьмя пространственно-временными измерениями, вместо того, чтобы думать о некоторых более высоких измерениях, в которых гравитация действует так же сильно, как и другие силы.

В природе есть четыре основные силы.

Гравитационная сила, действующая на объект, пропорциональна его массе, поэтому очень велика для очень массивных объектов. (Они не обязательно должны быть большими; черная дыра может быть маленькой и очень массивной.) Это большое расстояние, что приводит к очень медленному$1/r^2$затухание гравитации по отношению к расстоянию. Например, гравитационная сила, действующая в центре галактики, заметна даже по всей галактике.

Электромагнитная сила, действующая на объект, пропорциональна его заряду. Они могут быть противоположного знака и, следовательно, имеют тенденцию сокращаться в более крупных объектах. Но когда они не компенсируются, они имеют макроскопически видимый эффект, поскольку имеют большой радиус действия и, следовательно, остаются измеримыми на микроскопически больших расстояниях. Это делает эту силу наиболее полезной в современной жизни.

Слабые и сильные ядерные взаимодействия пропорциональны соответствующим [неэлектромагнитным] зарядам, которые могут быть противоположного знака и, следовательно, имеют тенденцию сокращаться в более крупных объектах. Но даже когда они не отменяются, они имеют очень малый радиус действия, а это означает, что их сила экспоненциально падает с расстоянием. Поэтому они не заметны на макроскопических расстояниях.