表面上我們在玩彈珠,實際上我們在探索宇宙 | 正經玩

2021-01-20 中科院物理所

小時候玩過彈珠的請扣一


玩過三維彈球的請扣二


但是大家有沒有想過

這其中其實另有乾坤




所標杯、鋼珠(任意球體)、桌布、圓形鏤空板


首先將桌布蓋到鏤空板上



然後在中間放一些鋼珠

使中間凹陷



此時一顆鋼珠路過



此時兩隻鋼珠路過



什麼?

這難道就是光都無法逃逸的「黑洞」嗎?


真·雙子座



不要回答!

不要回答!

不要回答!



引力透鏡



原理解說

早在1687年,牛頓在其《自然哲學的數學原理》中便提出了萬有引力定律,解釋了天體的運動。



在高中我們就學習過萬有引力公式。



兩個物體之間的吸引力正比於兩個物體的質量,反比於二者距離的平方。在萬有引力的作用下,形成了豐富多彩的天體運動。


在本次實驗中,我們使用桌布模擬物體之間的吸引力。因為重物會使桌布凹陷,將鋼珠放在凹陷的桌布上時,重力分量會使鋼珠向下滾。於是兩個物體就會因為桌布的形變而相互靠近,這就模擬了重物之間的吸引力。或者說,這是不是有點像質量導致時空彎曲呢(激動)。但是小編需要提醒大家,桌布和引力完全不沾邊,本實驗只能在玩一玩的程度上說明問題哦。


在搭好了實驗器材後,我們便可以來探索宇宙了。如果我們將中心的質量看做恆星,外圍的質量看做行星的話。當行星速度不大,被束縛在恆星的引力場中,就會因為能量的逐漸減少而墜向恆星。


如果宇宙中有兩個天體,它們就會先繞著對方旋轉,最後因為能量的減小而合併。


如果宇宙中有三個天體,那運動就變成了不可解的三體問題。



如果物體速度足夠快可以逃離大質量天體的引力場,那麼物體的運動路徑就會因為通過了引力場而彎折。特別的,光在經過大質量天體附近時也會彎曲,就好像經過透鏡一般,人們把光的這種現象稱為引力透鏡效應。儘管有人嘗試過使用牛頓力學解釋此現象,但直到愛因斯坦使用廣義相對論才給出了正確解釋,引力透鏡現象便作為廣義相對論正確的證據具有非常重要的地位。隨著理論和技術的發展,引力透鏡在現代天文學中也發揮著獨一無二的作用。


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