引力波和引力子的区别是什么?

我个人认为不存在引力波，即使它们存在，用光子一样的方式定义的引力子也没有那么有用——如果有用的话。我知道这是反潮流的想法——特别是在宣称重力波已经被探测到之后。然而，我不认为我是唯一一个这样做的人，事实上，爱因斯坦本人曾一度试图用GR的线性化版本来证明这样的波并不存在。

我的推理来自另一个方向。重力对于相似质量(电荷)是有吸引力的。如果我们有一个负质量，我们可以在正质量和负质量之间有斥力(见下图)。所以负质量会远离正常质量——例如在宇宙网络中。这种可能性被用于试图证明暗物质和能量以及宇宙加速膨胀都可以被解释，如果我们假设负质量的存在。见链接和图;负质量-维基百科牛津大学(2018年12月5日)。为宇宙带来平衡:新理论可以解释宇宙消失的95%。

相似的电荷相互吸引，这与电磁学中相似的电荷相互排斥有很大的不同。当麦克斯韦首先在真空中推导电磁的波动方程时，这些方程是波动方程，这就是产生辐射/电磁波的原因。在类似的电荷相互吸引的情况下，所得到的方程是椭圆型的，而这些方程不提供传播波。干扰停留在内部-它被吸引回来而不是被驱逐。电磁理论本身不会受此影响——因为当电磁很大时，引力太小，而当引力很大时，引力太小(因为物质是中性的)。

光子作为一个概念介绍了EM后发现电子的原子发出尖锐的辐射频率可以被描述为积分数量(Rydberg公式)和黑体辐射可以描述如果我们假设一个离散的辐射交换内腔或黑体。能量交换遵循普朗克/爱因斯坦公式E=nhf，其中n为整数，h为普朗克常数，f为频率。一个光子的能量hf因此成为能量交换的货币。因为能量就像整数一样是可加的(也像金钱一样)，光子的概念被证明对那些从事光学和材料科学工作的人是必不可少的。

现在，如果物质辐射引力波，如果引力波是量子化的，那么我们就可以用光子的逻辑来定义引力子。在这种情况下，引力子被证明是非常小的，几乎不可能被探测到，这使得它在实践中毫无用处。

尽管没有任何基本定律禁止对单个引力子的明确探测，但任何物理上合理的探测器都是不可能的。原因是引力子与物质相互作用的截面极低。例如，一个质量与木星相当、效率为100%的探测器，放置在中子星附近的近轨道上，即使在最有利的条件下，也只能每10年观测一个引力子。将这些事件与中微子背景区别开来是不可能的，因为所需的中微子屏障的尺寸将确保坍塌成黑洞。

也请参阅以下关于未来测量GW的仪器的优秀视频。请注意，如果上述论证排除了GW，它当然也不排除移动的遥远质量的引力效应。建造以探测这种运动的能力为基础的望远镜，无疑是发现遥远宇宙发生什么的一个非常好的方法。

太阳的光子向外传播的距离可以超过它的引力范围吗？

准确的说，太阳的光子传播范围不可能超过太阳的引力范围，听上去似乎是光子必须在引力这个保镖保驾护航的条件下才能传播，但事实上两者却没有半毛钱关系，我们来简单讨论下这个有趣的话题。

一、太阳是怎么发光的？

要理解太阳是怎么发光的，我们必须来简单了解下太阳的诞生过程，因为这个过程会跟未来的光子与引力的范围相关。

1、原始星云阶段

康德-拉普拉斯星云说给我们解释了太阳的由来，当然现代天文观测验证了这个模型，这表示至少在宇宙中有和我们想象中的太阳系诞生方式。

阿卡塔玛毫米波/亚毫米波观测到的20个原始行星盘，这里吃瓜群众可能会很好奇，为什么要用亚毫米波来观测？因为这些天体在尚未正式开始发刚（或者光线极其暗淡），但在红外和电磁波段的世界与我们可见光波段看到细节可能更丰富，比如M81的观测就很能说明问题。

左侧图像是可见光波段的M81成像，右侧是21CM中性氢谱线对M81星系的观测，两者差异可不是一般的大，当然眼见的您肯定发现了毫米波和图中案例的21厘米差异巨大，这当然会有，但种花家要说明的是射电波段观测拓宽了我们的视野。值得提一下的是今年4月10日发布的M87*黑洞的照片就是半个地球的毫米波/亚毫米波射电望远镜阵列的杰作，当然阿塔卡马射电望远镜阵列也榜上有名。

2、从星云的质量中心到原恒星

从质心的质量增长开始，恒星会经历几个阶段，

褐矮星阶段

当中心质量超过太阳的13倍时，中心的引力势能将会点燃氘聚变，但这并不会使褐矮星明显发光，也许会有明显的红外辐射，但褐矮星搜索仍然比较困难，不过2013年发现的距离地球大约6.5光年的卢曼16就是一颗质量约30±15 MJ（木星质量）的褐矮星。

原恒星阶段

在原始恒星盘尘埃带坠入恒星之前，都是原恒星阶段，之后恒星的主序星阶段正式开始，但在超过80MJ时已经开始发光，引力势能足够点燃中心的氢元素聚变，恒星正式开始发光。

从讨论恒星的光和引力这个问题的话，恒星的诞生到这里就可以结束了，因为之后的恒星发展跟这个问题并无啥大关系，如果有兴趣的朋友可以留言或者查看种花家的其他文章，有很详细的过程说明。

二、为什么太阳光逃不出太阳的引力范围？

我们从恒星的发展历程中可以了解到，无论是星云的自身的金斯长度或者质量导致的坍缩，都是先有质量开始聚集，然后中心温度逐渐升高，最终达到恒星内核氢元素点燃的条件，因此在这个过程中，是先有质量，后有光子。

广义相对论告诉我们，引力是时空的几何，简单的解释就是质量会弯曲周围的时空，当质量出现时，周围的时空就开始弯曲了，无论它质量大还是小，唯一的差别是对时空弯曲的程度不一而已。

那么光和引力谁逃不出谁的范围就有答案了，因为引力传递的速度和光一样，都是光速！而引力首先出现，光则随后才出现，因此从这个角度来理解，引力先跑当然跑的更远了，在这里我们可以得出一个简单的结论，光子永远都在引力的范围内。

三、光真的逃不出引力范围吗？

其实也未必，关于光的诞生我们有几个方式，而其中一个就是由微观粒子的热运动产生的辐射所致，但问题是只要在绝对零度（-273.15℃）之上，就会有热运动产生，而这些基本粒子的运动就会产生所谓的“温度”，这辐射的介质就是光子，也就是说，引力和光子几乎是同时诞生的。那么如何来区分谁先诞生呢？物质世界已经没有办法了，我们只能求助于宇宙大爆炸，尽管这是一个假设，但这个假设模型取得了多方的印证，姑且我们就信了它的鞋吧。

关于宇宙大爆炸

10的-43次方秒时，首先分离的四种基本作用力中的引力

10的-36次方秒时，强作用力也被分离出来了

10的-12次方秒时，电磁力和弱力也被分离出来

至此构建宇宙的四大基本作用力都分离完毕，那么我们可以区分先后顺序了！

在标准粒子模型中，光子是玻色子，我们知道玻色子是用来粘接物质大厦砖块费米子之间的粘合剂，它是电磁力的传递者，很明显我们发现引力是最早诞生的，而电磁力则明显要晚很多，那么很抱歉，在宇宙诞生的第一回合，光就输了！

关于宇宙微波背景辐射

传播电磁力的光子诞生了，那么它就出发遨游宇宙了吗？很抱歉不能，因为此时的宇宙就像一锅浓稠的粥，光子在里面根本就出不来，等宇宙慢慢冷却，空间逐渐膨胀，光子退耦后的时间大约在宇宙大爆炸后38万年后，此时光子才挣脱宇宙的牢笼，得以欢快的在宇宙中穿行。

因此在这个角度上理解，引力至少比光子先跑38万年，也就是说引力的范围永远都比光子大38万光年。真是38万光年？其实并不能这样理解，因为宇宙暴涨时代可不是光速，而是比光速要高得多，那么当初38万光年的位置现在在哪里呢？大约位于451亿光年以外，而现代可观测宇宙范围则是465亿光年半径（直径930亿光年），所以我们用可见光子为媒介的探测方式根本就达不到465亿光年以外，之外的探测的唯一载体是引力波，因为引力比光走的更远。

四、有光都逃不出的天体吗？

光逃不出引力范围和光逃不出去的天体，看起来有点类似，但性质却完全不一样，前者是我们的宇宙，后者则是我们宇宙中黑暗天体-黑洞！

黑洞其实并不是质量足够大，而是它在足够的质量上尺寸足够小，因此在计算的时候你会发现在它距离无限小的某个位置，会有一个连光都无法逃逸的距离，这个就是黑洞的视界，理论上只要质量大于普朗克质量的物质就有坍缩成黑洞的可能。但在宇宙中一般只有超过了奥本海默极限的天体（大约太阳质量的3倍以上）才可能坍缩为黑洞。