能用一個瘋狂的想法以極好的方式解釋我們的宇宙,除了他還有誰?

春天的晚上適合散步,仰望星辰,我們來總結一下我們對於引力到底瞭解些什麼。

宇宙構造本身有著斜坡?

能用一個瘋狂的想法以極好的方式解釋我們的宇宙,除了他還有誰?

所有東西都在任何方向上產生不可見的斜坡,我們稱此為引力。物體越緻密,其產生的斜坡就越陡。如果所有的大傢伙們能讓我們宇宙的構造變彎,光一定也能夠,因為能量就是質量,質量也就是能量,E=mc²。

真的是這樣嗎?

真的一切東西都能讓宇宙彎曲?包括光?那麼宇宙的這種構造到底又是什麼東西呢?

當你在你的房間裡,或者你曾經到過的所有地方,你感覺到過這種構造嗎?你感覺到過牆面形成的斜坡嗎?沙發呢?手機?或者天空?或者從燈泡射出的光線?沒有,你從來沒有過。你只感受到我們整個地球形成的斜坡,那個讓你的肌肉與骨骼在每個早晨起床之時與之爭鬥的斜坡。如果你是水,你將會被壓平並平攤在地板上,而非牆上。

事實上,你現在所感受到的引力是你周圍所有東西產生的斜坡之和,包括牆、天花板,甚至某隻從你頭頂高高飛過的小鳥或飛機。

能用一個瘋狂的想法以極好的方式解釋我們的宇宙,除了他還有誰?

但那些現在位於你下方的東西與你上方的東西相比遠為顯著。你腳下的地球比你頭頂的天空含有更多質量與能量。因此它產生的斜坡最陡。因此你首先會沿著它滑下,並感覺最強。那就是地球的引力。

但宇宙的構造又是怎麼回事?它到底是什麼?被彎曲的是什麼東西?

事實上是愛因斯坦搞明白了這個問題。

通過公式E=mc²,他告訴我們質量與能量的差別只是表面的,質量與能量只是同一樣東西的兩面。到了一九一五年,愛因斯坦又表示宇宙在任何一個地點的形狀由位於該處的質量與能量決定。在這個過程中,他拋棄了把引力看作一種作用力的觀念。引力只是一種幾何學,是曲線與斜坡,由質量和能量所產生。但究竟是什麼東西的幾何學呢?宇宙中並沒有一個塗了肥皂的被拉緊的橡皮膜讓一切物質在上面運動,這是顯然的。

能用一個瘋狂的想法以極好的方式解釋我們的宇宙,除了他還有誰?

當然,也要記住:我們沒有看見某樣東西,並不是它不存在的理由。

在人類瞭解包圍我們的不可見空氣也是由原子與分子組成之前,所有人都認為那是空的。

這裡我們面對著同樣的鴻溝需要跨越:外太空,雖然看起來是一片虛空,但實際上並不空。同樣,它也並非靜止不變。

讓它成為一個運動和變化著的幾何實體的,正是我們一直稱之為“宇宙構造”的東西。

愛因斯坦發現這個構造是空間與時間的混合,我們在過去的一個世紀中學到,時間與空間這兩個概念,無法彼此分開。

因此“時空”是個更好地形容宇宙構造的名詞,愛因斯坦的廣義相對論告訴我們,時空是如何被其包含的物質所彎曲,以及該效應的反作用。一邊是能量與質量,另一邊是時空的幾何學,對於引力來說這兩者是一樣的概念。

至今,你所經歷的只是空間的彎曲,不包括時間,你這樣想。事實上,時間的彎曲一直存在。它甚至就發生在現在的你身邊,就在你閱讀這句話時。

能用一個瘋狂的想法以極好的方式解釋我們的宇宙,除了他還有誰?

只是這個效應過於微弱,你的感官無法感知。

它們看上去完全瘋狂,卻又奇蹟般地以極好的方式解釋了我們所在的真實宇宙。

因為我們星球給時空帶來的彎曲,讓它附近的一切物體落向自己的表面,這又隨之進一步加強了時空的彎曲。自從地球從一片星雲中誕生數十億年以來,它已經實現了某種平衡,我們的星球包裹著一層大氣,保護我們免於暴露在太空之中,讓我們能夠呼吸存活,並且有時候給我們提供機會,看向天空。

就在這層大氣外面,地球之外,還存在著我們的月球,繞著地球旋轉,就像在大碗裡轉動的玻璃珠,差別在於,月球本身也在時空中造成彎曲。月亮造成的時空彎曲讓存在於地球表面的水向月球滑去。這就是水面跟隨著圍繞地球旋轉的月亮而產生潮汐的原因。

更遠的地方有著太陽,它那陡峭的時空彎曲讓太陽系所有的行星、彗星和小行星們都順著滑下,以不同速度和高度繞著自己旋轉,就像在一個非常大的大碗中轉動的玻璃珠們。

能用一個瘋狂的想法以極好的方式解釋我們的宇宙,除了他還有誰?

接下來還有來自我們鄰近恆星們的競爭。

一些距離之外,其他恆星對時空的彎曲效應超過了我們的太陽,那些距離遙遠的彗星在臨近太陽系邊緣時會到達山頂,從一個恆星系的地盤跑到了另一個恆星系,就像一顆玻璃珠轉動時到達了一隻大碗的邊緣後會落入另一隻碗,如果邊上恰好有一隻碗的話。在太空裡,邊上永遠有一隻大碗。

銀河系中所有恆星對時空的彎曲加在一起就成為銀河系對時空的彎曲,與我們鄰近星系的彎曲競爭,然後我們本星系群的彎曲又與其他星系群的總體彎曲競爭,永無止境。而愛因斯坦用一個公式就解釋了這一切。


分享到:


相關文章: