三維宇宙中的重力,是如何影響時間、空間、速度?

2020-11-12 探索號Exploration


重力是目前物理學界至今都無法解釋的一種力,2000多年前人類已經發現了重力,但一直沒有一個正確的理解,在歷史上第一個對重力有比較正確理解的人就是伽利略,400多年前的時候,伽利略就發現重力一個特別不可思意的屬性,任何物體受到的重力都是一樣的,這就有了之後的比薩斜塔上的實驗,一大一小的兩個鐵球,結果兩個鐵球同時落地。

也就是說排除掉空氣阻力影響,任何物體都會同時落地,但當時一直沒有一個合理的解釋。後來牛頓通過了一個蘋果解釋了這個事情,蘋果收到了地球引力,不單單是地球上的東西會收到引力,任何物體之間也會有引力的存在,這裡力就叫做萬有引力,當時的牛頓和後來的愛因斯坦一樣,都引發了認知革命,並且牛頓給出了萬有引力的公式,發現太陽系天體的運動都符合萬有引力的公式,直到後來觀測技術的進步,天文學家發現一個不合符萬有引力公式的天體,這就是水星,通過觀測發現水星的公轉周期和萬有引力計算出來的公轉周期不符合,大約每100年相差50秒。

另外一個事件直接否定了萬有引力,萬有引力解釋所有有質量的物體才能相互吸引,光是沒有質量的,但會被黑洞拉住,圍繞著黑洞旋轉,這個現象用萬有引力就無法解釋,至此牛頓的萬有引力徹底被拉下神壇。

愛因斯坦對引力的認知和牛頓截然不同,首先愛因斯坦推翻了牛頓時間和空間的理解。牛頓認為時間和空間是永恆不變的,但愛因斯坦認為時間和空間是可彎曲柔軟的,水星離太陽太近了,承受了太陽巨大的重力,所以水星上的時間非常慢,用《相對論》重新計算了水星公轉的周期,發現和觀測是一致,完美解釋了水星問題;

愛因斯坦還認為萬有引力不需要雙方都有質量,因為萬有引力根本就不是「引力」,有質量的物體會將空間壓彎,所有靠近大質量物體的物體,會進入一個斜面開始圍繞其旋轉,所以地球圍繞太陽轉,並是不相互引力,而是太陽把空間壓彎,地球無法脫離就一直旋轉,那麼重力的實質是空間的彎曲,那麼有沒有質量就無所謂了,只要有一個彎曲的空間,在這個空間內的物體,星體、光或者任何物體,都會沿著彎曲的軌跡來運動,這也解釋了光沒有質量,但靠近黑洞後也會彎曲運動

下片小編繼續為大家講解愛因斯坦對重力另一個偉大的貢獻—重力波。

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    圖解:沒有任何一個物體可以運行的比光速快。鑑於牛頓的運動定律認為速度是相對的。——一個所謂的「基礎的」宇宙中的事實。為了彌補這個差異,愛因斯坦認為,時間是主動變慢,就像光速保持持續!對於火車上的人來說,時間走得更慢;而對於月臺上的人則更快。愛因斯坦把這種現象叫做時間膨脹。重力時間膨脹愛因斯坦把他的理論叫做狹義相對論。這個理論比較特殊,因為它解決了恆定速度的問題。
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