廣義相對論能證明萬有引力定律是錯誤的嗎?

2020-12-04 火星科普

牛頓的萬有引力定律當然是沒有錯的，不然我們現在也就不會學這個理論。只是這個理論不能完全反映深刻的宇宙規律，它有一定的適用範圍。

在17世紀，牛頓從克卜勒行星運動三大定律中推導出了萬有引力定律，他認為物體被吸引在地球上以及宇宙中的天體運動都是受到引力的支配。當年海王星的發現就是通過萬有引力定律計算出來的，而且現在的火箭發射也都是利用這個理論，所以這個牛頓的引力理論是非常成功的。不過，萬有引力定律只能適用於弱引力場，而在強引力場中會失效。

在萬有引力定律提出大約兩百年後，天文學家發現，水星環繞太陽運動的軌道進動存在異常，萬有引力定律無法解釋多餘的進動。當時有天文學家猜測，可能是水星軌道之內還有一顆行星——祝融星，這顆行星的引力導致水星軌道出現異常。要知道，之所以當年能夠發現海王星，就是因為天文學家發現天王星的軌道存在異常。然而，這次無論如何尋找，都沒有發現祝融星。

數十年後，愛因斯坦提出了一種新的引力理論——廣義相對論，這種理論把引力效應歸結為時空彎曲。愛因斯坦利用這個理論計算了水星軌道近日點的進動值，結果與觀測值完全吻合。由於水星過於靠近太陽，受到的太陽引力作用最強，導致萬有引力定律出現了偏差。廣義相對論不但描述了萬有引力定律所能描述的一切引力現象，而且還預言了萬有引力定律無法解釋的引力現象，並且這些現象都相繼得到觀測的證實。

總之，牛頓的萬有引力定律存在一定的適用範圍，它是廣義相對論在弱引力場下的

相關焦點

  • 牛頓萬有引力定律能解釋廣義相對論三大預測嗎？
    但是，對於大質量和高速運動的物體，牛頓萬有引力定律不再適用，而愛因斯坦的廣義相對論卻彌補了這一缺憾。其中，最著名的當屬黑洞的存在和水星的近日點進動。這導致許多人認為，牛頓的萬有引力定律和廣義相對論是對立的，當年廣義相對論的三大預測：引力紅移、光線偏折和水星近日點進動，牛頓定律是無法預測的。事實上，廣義相對論包含了牛頓萬有引力定律，而這三大預測用牛頓定律也能得到結果。
  • 廣義相對論比牛頓萬有引力理論更正確嗎?萬有引力理論是錯的嗎?
    關於愛因斯坦的相對論和牛頓的萬有引力理論哪個更正確，目前來看顯然是相對論更為正確。我經常看到大家都堅持說愛因斯坦的廣義相對論並沒有推翻牛頓的萬有引力理論，牛頓的萬有引力理論依然是正確的。但我個人認為其實牛頓的萬有引力理論和愛因斯坦的廣義相對論只能有一個是正確的，因為它們的根基不一樣，不可能同時正確。牛頓的萬有引力是以平坦的絕對空間作為背景的，而愛因斯坦的廣義相對論是以彎曲的時空作為背景的。
  • 愛因斯坦的巨大失誤,廣義相對論是錯誤的嗎?
    引力波的發現就能證明廣義相對論的正確嗎？這真是一個科學界的一個偽命題，下面科學幫從幾個方面來闡述一下： 廣義相對論主張時空扭曲產生了引力，這簡直是最荒唐的邏輯。引力的產生怎麼可能是這個原因，牛頓的萬有引力定律，主張引力是從質量產生的，這個主張也比愛因斯坦高明多了。引力雖然不是從質量產生的，但是也離不開質量這個必備的條件。
  • 廣義相對論一重力與萬有引力闡明
    愛因斯坦在發表狹義相對論之後,開始著手研究另外一個難題一重力。牛頓已經發現了萬有引力定律(跟距離的二次方成反比,跟質量乘積成正比的力),邁出了重力研究上的重要一步。
  • 同樣是解釋「引力現象」,萬有引力定律和廣義相對論有什麼區別?
    萬有引力 說起萬有引力，我們知道，這是由牛頓提出來的。牛頓認為，萬物都有彼此吸引的力，也就是萬有引力。而且這個引力和物質的質量成正比，和物質間距的平方成反比。這也是我們高中的時候學習的內容。
  • 萬有引力到底出了什麼問題?為什麼廣義相對論表現得更好?
    愛因斯坦的三項經典引力測試包括：水星在近日點的反常進動（雖然我們已經知道廣義相對論是什麼時候誕生的，但在那個時候世界上還沒有可靠的解釋出現），由像太陽一樣的光源引起的光線彎曲（預測這將是牛頓萬有引力的兩倍價值，它將光子視為小型拋射物，這在1919年被愛丁頓的日食考察所證實），以及光的引力紅移（只有在20世紀50年代愛因斯坦去世後才確認下來）。
  • 廣義相對論與萬有引力有著什麼樣的關係和聯繫?
    萬有引力是自然界四大基本作用力之一，而廣義相對論是對萬有引力的全新詮釋，並彌補了牛頓力學萬有引力定律的不足。四大基本作用力分別是：強相互作用、弱相互作用、電磁力和萬有引力。其中萬有引力最先被人類認識，首次提出並構建萬有引力引力體系的，正是大名鼎鼎的艾薩克·牛頓，牛頓在1687年出版了他的著作《自然哲學的數學原理》，該書奠定了近代科學的基礎。牛頓認為，引力是一切有質量物質的基本屬性，無論兩個物體相距多遠，本質上它們之間都存在相互吸引的作用力，這種力和兩者質量的乘積成正比，與兩者距離的平方成反比。
  • 引力原來不是「力」,牛頓萬有引力定律早已被愛因斯坦相對論推翻
    在大多數人的印象中，從小開始接觸物理，就已經形成一個概念，人之所以能站在地球上而不是飄向天空而這就是數百年前被牛頓總結出的萬有引力定律。並且在牛頓之後的兩百年之中，由於有越來越多天文觀測的結果符合運用萬有引力定律所計算出的結論，而被認為是絕對的真理。而即使有少數不符合定律的，也被當成是計算錯誤或者是有觀測不到的影響因素。
  • 白話2020諾貝爾物理學獎：一個即證明又推翻廣義相對論的獎項
    黑洞理論為什麼能獲獎眾所周知，諾貝獎從來都是頒給那些有重大突出貢獻的科學家，而黑洞這一虛無縹緲、看不見摸不著的東西也有這麼重要嗎？所以，黑洞的存在，也就是間接證明了廣義相對論的正確，為我們未來用這套理論探索宇宙奠定了基礎。(備註：牛頓的萬有引力並非錯誤，只是適用範圍有限，廣義相對論是從廣義上擴展了萬有引力的適用範圍以及用引力場代替了引力，更準確，所以大家不要因此推翻牛頓的學說，他對經典物理學的貢獻是非常巨大的。)
  • 關於萬有引力和廣義相對論你應該知道的事
    關於引力波中的引力與萬有引力中的引力又有什麼關係呢？讓我們從頭說起。 　　廣義相對論對萬有引力幹了什麼？ 　　1916年6月，愛因斯坦基於自己建立的廣義相對論在《普魯士科學院會刊》（物理數學卷）發表了第一篇預言引力波的論文。
  • 有什麼證據可以證明這一點?科學家:廣義相對論
    網友提問:有什麼證據可以證明地球的確是圍繞著太陽轉的？ 回答： 根據廣義相對論來說，太陽的確是繞著地球轉，地球也繞著太陽轉，但太陽和地球同時也圍繞著處在他們中間的天體——月亮旋轉。
  • ——從萬有引力理論到廣義相對論
    萬有引力在幾個世紀以前，牛頓首先發現了萬有引力，他認為引力是普遍存在的，在天上所有的天體之間都存在，並且也正是引力維繫了天體的運行，牛頓甚至給出了萬有引力的計算公式，然而他卻沒有給出引力是如何產生這個根本性的問題的答案。
  • 愛因斯坦的廣義相對論在地球表面上再次被證明是正確的
    廣義相對論是現代物理中基於相對性原理利用幾何語言描述的引力理論。該理論由愛因斯坦自1907年開始發展，最終在1915年基本完成。廣義相對論將經典的牛頓萬有引力定律與狹義相對論加以推廣。在廣義相對論中，引力被描述為時空的一種幾何曲率屬性，而時空的曲率則通過愛因斯坦場方程和處於其中的物質及輻射的能量與動量聯繫在一起。
  • 廣義相對論及其實驗證明
    愛因斯坦1905年提出的狹義相對論（平直時空理論）用狹義相對性原理代替伽利略相對性原理，即所有動力學方程式都要在洛倫茲坐標變換下保持形式不變。牛頓力學第二定律很容易修改得滿足這種要求並且已經納入狹義相對論的第一篇論文之中。但是，牛頓萬有引力定律卻很難修改成平直時空中的引力理論。
  • 愛因斯坦與廣義相對論
    今年是廣義相對論創建100 周年，也是狹義相對論創建110 周年。廣義相對論是「關於時間、空間和引力的理論」。這一理論可以看作是狹義相對論的推廣，也可以看作是萬有引力定律的發展。它認為萬有引力不是一般意義上的力，而是一種幾何效應，是時空彎曲的表。
  • 愛因斯坦提出廣義相對論後,牛頓的定律是錯的嗎?
    還有什麼能比引力更令我們熟悉呢？從高處落下一個物體，萬有引力就使它墜向地面。同時我們在課堂上學到引力使月球繞地球運動，也使地球繞太陽運動。牛頓引力概念的核心——現在被稱為萬有引力定律——即宇宙中每個物體與其他所有物體間都存在吸引力。而且這力量的強弱與它的質量成正比，也就是說，一個物體質量越大，它的引力就越強。藝術家印象圖，牛頓在伍爾斯索普的果園裡，一個蘋果掉了下來，讓他想到了地心引力。
  • 愛因斯坦的廣義相對論是什麼理論?
    簡單來說，愛因斯坦在一百多年前創立的廣義相對論是一種引力理論，描述宇宙中天體的引力作用。關於引力理論，我們最早接觸到的是牛頓在17世紀提出的萬有引力定律。那麼，愛因斯坦的引力理論與牛頓的有什麼區別呢？根據萬有引力定律，物體之間的引力正比於物體質量之積，反比於物體之間的距離。牛頓的萬有引力定律非常成功，它解釋了為什麼蘋果會落地，為什麼地球會繞著太陽旋轉，甚至還能預言此前尚未發現的海王星的存在。但到了19世紀，天文學家發現萬有引力定律存在缺陷。行星在繞著太陽運動過程中，每一圈的近日點其實都是不一樣的，這種現象被稱為近日點進動。
  • 從萬有引力到廣義相對論，什麼才是引力的真面目？
    萬有引力公式很直觀的告訴了我們一個事實，物體間的引力與兩個物體的質量和距離是緊密相關的。然而，萬有引力理論存在著一個問題，它給了我們一個計算引力的公式，並能夠幫助我們在現實中解決實際問題，可卻沒能弄清引力的本質到底是什麼，引力到底是從何而來的？
  • 從萬有引力到廣義相對論,什麼才是引力的真面目?
    然而，萬有引力理論存在著一個問題，它給了我們一個計算引力的公式，並能夠幫助我們在現實中解決實際問題，可卻沒能弄清引力的本質到底是什麼，引力到底是從何而來的？因為不清楚引力的本質，所以牛頓的萬有引力公式其實是存在問題的。起初，人們使用萬有引力公式去計算地月以及地日之間的引力關係，都得到了準確的結果。
  • 牛頓的萬有引力定律與愛因斯坦的相對論有什麼聯繫和區別？
    萬有引力定律就像一個梯子的下面幾級，比較接地氣，指導了人類幾百年的科學研究和技術發展；而廣義相對論是梯子的上面幾級，站得更高看得更遠。但我們爬梯子必須先踩在下面幾級才能攀爬到上面。因此牛頓的萬有引力為愛因斯坦的高層梯子奠定了基礎，沒有這個基礎，愛因斯坦的上層梯級就成了空中樓閣，虛無縹緲。