爱因斯坦:万有引力其实是不存在的,该如何理解这句话?

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科创17
2022-07-10 · TA获得超过5884个赞
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牛顿万有引力定律早就告诉我们,万物之间都存在引力,用公式表达就是: F=GMm/r²。

也就是说,引力的大小与两个物体的质量成正比,与物体的距离(质心之间的距离)成反比。

就是这么一个简单的公式,指导了人类“上天入地”,其中三个宇宙速度,就是根据这个公式计算出来的。

几百年过去了,牛顿的万有引力公式仍旧统治着人类航天事业,各种卫星火星的上天的背后都依托万有引力定律。

牛顿万有引力定律固然伟大,但仍有一个重大问题:引力到底是什么,是如何产生的?

也就是说,产生引力的根源到底是什么?牛顿并没有给出答案。这个更深层的问题留给了同样伟大的物理学家:爱因斯坦。

爱因斯坦提出了著名的广义相对论,该理论表明,时空弯曲才是引力的根源,引力其实只是时空弯曲的外在表象罢了。而任何有质量的物体都可以对周围时空造成影响。

有质量的物体会对时空压缩弯曲,形成时空陷阱。当有物体经过这个“时空陷阱”时,就会“掉进陷阱”,体现出来的就是万有引力。

不过,只有大质量天体才能对时空有明显的影响,平时我们根本感觉不到这种影响。比如说我们的太阳这种大质量天体,科学家们已经观测到光线经过太阳时会发生弯曲,其实就是光线沿着被太阳弯曲的时空结构在做“测地线运动”。

这里有必要强调一点,网络上对“时空弯曲”的描述其实是不严谨的,很多示意图只是为了方便大家理解,用类似“弹簧床”的模式来诠释。其实更严谨的时空弯曲应该是这样的:

一开始人们并不认可爱因斯坦的广义相对论,这很正常,任何新理论的诞生都必须经受住考验才行,尤其是广义相对论这样具有颠覆性的理论。

不过在随后的一百多年时间里,广义相对论经受住了各种考验,同时做出了很多准确的预测,比如说黑洞,引力波,引力透镜,还有引力引起的时间膨胀效应等。

那么广义相对论对引力的诠释(时空弯曲)与牛顿的万有引力之间有什么关系呢?

正如刚才所说,万有引力是时空弯曲的表象,万有引力定律是建立在绝对时空观基础上的理论,只适用于低速世界。一旦到了高速世界(比如亚光速)就失效了,会出现较大的误差,这时候就必须用到广义相对论。

狭义相对论表明,速度越快时间就越慢。除了速度,引力也同样会影响时间的快慢,引力越大时间流逝速度就越慢。

我们每天都在使用的导航系统,都是充分考虑了速度和引力对时间的影响才有效的,如果不考虑时间和引力对天上卫星的影响,导航系统会彻底崩溃。

狭义相对论时间膨胀公式为: t‘=t/ [1-(v/c)²]

广义相对论时间膨胀公式为: t‘=tx (1-2GM/rc²)

天上的卫星,考虑到引力造成的时间膨胀,一天时间要比地球快45微秒。考虑到速度造成的时间膨胀,一天要比地球时间慢7微秒。这样合并计算,卫星上的一天时间要比地球一天时间快38微秒。

不要小看38微秒的时间很短,但积累起来就会对我们的定位系统有明显影响,所以必须调整卫星上的时钟,否则导航会直接把我们导到阴沟里。

所以,可以看出,其实爱因斯坦并没有否定万有引力的存在,他只是诠释了万有引力的本质!
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孙达钧
2024-10-12 · 超过54用户采纳过TA的回答
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物质的引力可能不存在人面对大山大海大楼巨人感觉不到大吸引小的吸引的力量,大物也吸引不了鸡毛,宇宙中的星球大的吸小的围着它转可能不是事实。物质只有物以类聚的倾向,物的类聚是同的律动造成的。牛顿看到苹果落地发现了万有引力定律,其实苹果落地是物质质量引起的,如果苹果的质量和氢气球差不多,那它就不会落地,它会往上升。
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