引力,在我们身边无处不在。
根据牛顿万有引力定律,有质量的物体就会产生引力,而万物都有质量,所以我们每时每刻都能感受到引力的存在。我们之所以能安全地站在地球上,就是因为有引力的存在。
牛顿提出了万有引力,但并没有解释引力到底是什么,引力到底是怎样产生的?
牛顿本人固然也知道万有引力的本身存在着“瑕疵”,但由于时代的范围性,我们不能苛求太多,伟大的牛顿很难揭示引力的本质,这种范围性是不可突破的,任何时代都有其无法突破的范围性。
这个标题留给了别的一个伟大的物理学家,爱因斯坦。
1915年,爱因斯坦提出了伟大的广义相对论,该理论一经提出,就惊动了全天下,因为它太具有颠覆性了。
根据广义相对论解释,所谓的引力,本质上其实就是时空万物,任何有质量的物体都会对周围时空造成弯曲,在弯曲的时空中,统统物体都是沿着直线运动。
留意,上面的“直线运动”并不是我们常常所说的直线,而是四维时空中的“直线”,也就是“测地线”。万物都能感受到被弯曲的时空,然后沿着弯曲的时空做“测地线”运动,体现出来的就是引力。
说白了,所谓的引力其实是不存在的,它只是时空弯曲的表象而已。这就是引力的本质。
那么时空到底是怎样弯曲的呢?
我们常见的形貌时空弯曲的都是一些不太严谨的示意图,方便我们平凡明白。好比说,把时空弯曲形貌成弹簧床被重物压缩的情况,其实这是不严谨的。
因为在宇宙太空并没有方向之分,没有上下的概念,时空无法“向下”弯曲。
更严谨地来讲,时空弯曲的方向是物体的质心方向,也就是物体质量的中心,就如同下图那样,物体在运动的也会拉拽着周围的时空一起运动。
广义相对论是万有引力定律更高级的体现。说白了,万有引力定律是广义相对论的近似值和特例,是在低引力情况下的特例。
这也是为什么万有引力定律无法解释水星的“进动”现象,而广义相对论就能很好解释。因为水星距离太阳太近了,受到时空弯曲的影响比别的天体都要大!
不外对于生活在地球上的我们来讲,大部分时间还是由牛顿万有引力定律统治着,因为我们生活在低引力天下。而一旦上升到宇宙层面,就需要广义相对论出马了! |