我的天,萬有引力不存在?

萬有引力定律(law of universal gravitation)物體間相互作用的一條定律,1687年為牛頓所發現。任何物體之間都有相互吸引力,這個力的大小與各個物體的質量成正比例,而與它們之間的距離的平方成反比。如果用m1、m2表示兩個物體的質量,r表示它們間的距離,則物體間相互吸引力為F=(Gm1m2)/r²,G稱為萬有引力常數。

我的天,万有引力不存在?

萬有引力到底是一個什麼樣的力?萬有引力的本質到底是什麼?這些都是很多對萬有引力現象感興趣的人經常提出和遇到的問題。

牛頓的萬有引力定律很好地解釋了地面上物體所受的重力、海洋的潮汐和行星與天體的運動,把天上的運動和地上的運動統一了起來,具有非常重要的意義。但讓牛頓感到遺憾的是,他一直沒能解釋清楚兩個有質量的物體之間為什麼會有引力?這個問題被愛因斯坦的廣義相對論很好地解決了。

我的天,万有引力不存在?

廣義相對論實際上就是關於萬有引力本質的理論。它認為,一個有質量的物體,會使它周圍的時空發生彎曲,在這個彎曲的時空裡,一切物體都將自然地沿測地線(也叫做“短程線”)運動,而表現為向一塊靠攏。我們看不到時空的彎曲,只看到物體在互相靠攏,就認為它們之間存在著一種“萬有引力”,實際上物體之間表現出來的這種萬有引力,並不是一種真正的力,而是時空彎曲的表現。

四維時空的彎曲我們不好想象,但是可以降一維(在二維平面上)做個比喻。設想有一塊布把它懸空展平,上面放一個小球,它就會把布壓彎,在另一個地方再放一個小球,它也會把它周圍的布壓彎。我們看到,這兩個小球就會自然地向一塊靠攏,這是它們在沿各自的測地線運動的結果。我們看不到布的彎曲,只看到小球在向一起靠攏,就說它們之間有個引力存在,其實它只是時空彎曲的表現而已 。

我的天,万有引力不存在?

這種解釋在水星近日點的進動、光線在引力場中的彎曲、引力紅移等問題上得到了很好的檢驗,其後在大量更精密的實驗中得到了進一步的檢驗,與實驗符合得很好。廣義相對論被認為是一種最好的萬有引力理論。

我的天,万有引力不存在?

不過廣義相對論不會是引力的終極理論,目前有許多量子引力理論企圖把引力的本質瞭解得更清楚一些,比如弦理論、規範引力理論、圈量子引力理論等等。相信在不遠的未來,我們定會對引力來源、引力的本質有著更加深入的理解。


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