引力是什麼?從這個角度理解,宇宙似乎並沒有引力

2020-12-05 姿勢分子knowledge

牛頓告訴我們,宇宙中的一切物質,都有一個同樣的屬性:引力。

我們都知道物體有引力,沒有一種物體是例外,因此被稱作萬有引力。所謂的萬有引力,就是兩個物體之間會有吸引的作用,這個作用的強弱取決於二者的質量和距離。

那麼,萬有引力究竟是怎麼產生的?宇宙中為何會有萬有引力呢?

這個問題很有可能讓絕大部分人一下子懵住,有點腦袋發暈:是啊,萬有引力是從哪來的呢?我們都認為物體有萬有引力是常識,可是這個常識的理論根據在哪呢?

對於這個問題,愛因斯坦給出了解釋。

根據愛因斯坦的相對論,物體的質量會導致時空的扭曲。就像一張平整的網,當你在上面放一個物體時,這張網就會凹陷下去。物體的質量越大,這張網扭曲得就越嚴重。

而如果在這張網上再放一個小球的話,這個小球就會滾落到凹陷的區域。或者看起來,這個小球滾向了那個物體。

同樣的,宇宙也是這樣。原本在太陽系這個區域內,宇宙空間是平整的。因為有了太陽,太陽的巨大質量壓得這片空間「凹陷」下去,所有的太陽系天體都因為這裡凹陷下去而改變了最初的運動狀態。

那麼,為什麼地球等星球沒有像剛才的例子裡一樣掉在太陽上呢?

很簡單,因為地球本身就有運動的方向和速度,在太陽的作用下,雖然改變了運動狀態,但還不至於就墜落到那裡去(當然,早期太陽系還是有一些星球墜落了的)。這就像是鐵籠子裡的摩託車表演一樣,他們可以橫著在鐵籠壁上開摩託,而不掉在地上。

因此,從這個角度來理解,宇宙中其實並沒有什麼萬有引力,只不過是時空扭曲造成的天體運動變化罷了。

同樣的,在宇宙中,還有一種特殊現象,叫做「引力透鏡」。說的是一個天體的質量如果足夠大,會導致光線在它周圍會被它的引力影響而發生便折。通俗的說,就是光線會拐彎。因此,即使是一個巨大的天體遮住了另一個天體,我們也可能因為被遮擋天體發出的光被巨大天體偏折到地球,讓我們看到被遮擋的天體,這就叫引力透鏡。

這就奇怪了,我們上學的時候都學過:光線沿直線傳播。為什麼在這裡,就會拐彎了呢?

其實是同樣的道理,光線在原本的空間中其實是沿直線傳播的。問題在於,空間本身就扭曲了,所以看起來光線就拐彎了。扭曲的不是光線,而是時空。

相對論還指出,在引力大的地方,時間也會被扭曲,流逝地更慢。

按照上面的說法,扭曲時間的不是引力,而是質量。質量不僅可以扭曲空間,還可以扭曲時間。

因此,質量才是這個宇宙中最強大的存在,它主宰了空間和時間的存在方式。

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