愛因斯坦指出牛頓錯誤,直言引力並不存在,只是「時空的彎曲」

2020-12-12 量子探索

1687年,牛頓提出了「萬有引力定律」,值得注意的是,牛頓和蘋果的故事並不是引力的來源。牛頓本人從未提及過相關的故事,關於引力的研究並不是突發奇想,而是在漫長研究中誕生的理論。

在1687年牛頓出版了《自然哲學的數學原理》,在這本書中引力第一次問世,也是人類首次對太陽系內天體運動規律進行了描述,在這裡人類對於宇宙的種種假說都被推翻,牛頓指出了地球和月球之間的關係,也指出了太陽系內的行星都受到了太陽引力的影響。

以牛頓的理論為基礎,當時的科學家建立起了經典力學的宇宙觀,但是在進入二十世紀後,以普朗克和愛因斯坦為首的一眾科學家,提出了相對論和量子力學,打破了牛頓經典力學的宇宙觀。

直到今天,仍然有大部分的世界觀是建立在牛頓的經典力學之上,認為量子力學和相對論「不靠譜」,這樣的觀點並不錯誤也不正確,因為現代物理學相互矛盾,不能自圓其說,在描述宇宙的過程中有很多漏洞,存在一些現象無法解釋。

其實,對於現在的人類來說,沒有尋找到所謂的「大一統」理論是正常的,就像是弦理論一樣,目前人類無法證實,畢竟人類文明出現的時間很短很短,科學開始高速發展只有短短的數百年,面對宇宙幾乎無限的空間和138億年的歷史,我們的探索還遠遠不夠。

牛頓的理論對人類的發展起到了至關重要的作用,但是因為時代的限制,偉人也會犯錯,就算是愛因斯坦和牛頓這樣偉大的科學家,也會因為自信和時代的限制,陷入理論的僵局中。

當然愛因斯坦和牛頓並不是一個時代的人,只不過愛因斯坦的一些觀點顛覆了牛頓力學的權威性。首先,「引力」在愛因斯坦看來,其實並不存在,所謂的引力是質量對時空的影響,並不是一種單純的力i,其實仔細思考一下就會發現,引力的很多特徵並不符合我們熟知的力。

引力絲毫並不需要介質,並且引力似乎不會因為吸引某個物體後發生衰減,只是會根據距離的不同呈現出不同程度的力。因此愛因斯坦在不斷研究後指出,引力並不是力,而是「時空塌陷」。

時間和空間,這兩個概念對於人類來說確實存在,卻又很難真正理解,畢竟我們都生活在空間中,經歷著時間的流逝,我們卻無法對空間和時間造成任何的改變。人類只能改變物質和能量,並不能「憑空造物」。

時間和空間的概念,其實是一體的,這也是為什麼我們總會說「時空」的原因,其實推動一切的並不是時間,而是能量的轉移和熱量的流逝,在宇宙大爆炸的瞬間,出現了時間和空間的概念,也是因為宇宙大爆炸產生難以想像的高溫,讓一切開始運轉。

而引力的出現是人類唯一可以影響空間的可能性,任何存在質量的物體都有引力,只不過質量越高引力越大,我們日常生活中的物體都達不到要求,但是我們無時無刻都受到了地球引力的影響。

把概念轉換成愛因斯坦的「時空彎曲」可以更好的理解物體對時空的影響,每一個有質量的物體存在於時空中,並不是沒有任何影響,時空就像是一個柔軟又堅韌的膜,物體存在於時空中,會根據質量的不同把這層膜壓的塌陷下去,這就是引力的本質。

在我們肉眼無法觀察的空間中,時空其實是不斷彎曲塌陷的,我們收到地球引力的影響,也同樣受到太陽引力的影響,並且還有銀河系內部的黑洞引力的影響。

人類的視覺受到了光線的限制,如果某種物質不反射也不輻射光,我們就觀察不到這種物質和能量,奇怪的是在宇宙中這樣的物質和能量佔據了宇宙的大部分比例。有些人認為,人類肉眼不可見的暗物質其實對宇宙的形成起到了至關重要的作用,它可以是引力的介質,也可以是空間的構成。

在不遠的將來,或許也會出現一位偉大的科學家,顛覆愛因斯坦的理論,帶領人類更加清晰的認知宇宙。科學永遠沒有盡頭,也擁有需要抱著懷疑的態度,人類才能在宇宙中越走越遠。

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  • 牛頓萬有引力定律與愛因斯坦時空彎曲理論有什麼聯繫和區別?
    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。傳說牛頓發現萬有引力是樹上的蘋果砸到頭上砸出來的,這當然是閒扯,但現在愛因斯坦發現了梯子的上面幾級,就能夠爬到樹上把蘋果摘下來,解剖蘋果發現了更深層次的秘密。
  • 為什麼愛因斯坦會說引力並不存在?引力的本質是什麼?
    引力的本質並不是一種力,甚至引力本身就不存在,牛頓在提出引力後,認為引力是一種力,但是引力的介質是什麼,他卻無法解釋,只能提出了萬能的「以太」來解釋引力的傳播,而以太是科學家提出的一種假象物質,這種物質大量的充斥在宇宙中,一些無法解釋的現象出現時,科學家就會把以太拿出來救場,但是隨著科學的發展,愛因斯坦的廣義相對論指出,引力並不是一種作用力,科學家也否認了「以太
  • 引力的本質是什麼?愛因斯坦和牛頓誰更正確?
    時空的彎曲還是基本粒子的傳遞交換?1687年,牛頓發現了「萬有引力定律」,讓關於天體的研究轉移到了力學領域,並且成功解釋了太陽系中天體的運動,讓人類對宇宙有了更加全面和正確的了解,在牛頓提出萬有引力定律之前,人們普遍認為,地球上的定律在宇宙中不適用。
  • 1919年兩支遠徵隊觀測日全食,證實了愛因斯坦時空彎曲理論
    愛因斯坦只是對萬有引力怎麼來的進行了一個追根溯源,用場方程更精闢的解釋了萬有引力的本質,並且從動態方面糾正了牛頓經典力學的一些誤差,從而使人類認識更接近真是的世界而已。牛頓的萬有引力定律表述為:F=GMm/r。
  • 牛頓提出萬有引力,我們也能感受到引力,愛因斯坦為何說它不存在
    實際上,牛頓並沒有對引力的形成原因進行深入的闡述,這也留給後人許多值得探討的空間。有觀點認為,有了引力才產生了重量;也有觀點認為,有了引力才有重量。愛因斯坦同樣對引力進行了深入的研究,他的觀點更偏向於後者,甚至認為引力很有可能並不存在。
  • 光究竟是否能被引力彎曲?繼牛頓力學後,愛因斯坦為你解答
    本文參加百家號科學#了不起的天文航天# 系列徵文網友提問:如果光沒有質量,引力又怎能彎曲它呢?:根據牛頓力學,確實,正因光是無質量的,引力才無法影響它。早在1912年,也是在愛因斯坦於廣義相對論的方程上取得最終突破的三年前,他寫下了一份有關因光的偏折所導致的最重要的現象之一的簡練描述:(幾何意義上的)引力透鏡的存在可能性。
  • 愛因斯坦統一時空,為什麼又說:時間並不存在?
    而反觀宇宙的早期,物質粒子分布的更加均勻,只存在很小的密度波動,在微波背景輻射中密度(溫度)波動大約為百萬分之五,而在隨後數億年間,在引力的作用下,物質結構才開始形成,所以宇宙是從更加均勻的有序狀態變為現在我們看到的存在物質結構的宇宙。而宇宙整個變化和演化的過程就是時間。
  • 質量與引力,誰讓空間彎曲了?相對論認為是質量,弦論認為是引力
    本文參加百家號科學#了不起的基礎科學#系列徵文這是大多數朋友的理解,但其實引力和空間彎曲都是一個現象的兩種不同說法,愛因斯坦的廣義相對論告訴我們,時空是一個不可分割的整體,所以我們在解釋「引力」與空間之間的關係時必須要和時空一起說明,否則這個觀點就是不完整的。
  • 愛因斯坦為什麼說:時間並不存在,人類其實是被記憶欺騙了?
    在愛因斯坦之前關於時間認識最深刻的就是牛頓,牛頓認為時間和空間是獨立並且絕對存在的,現代社會我們對於時間的應用,以及日常生活中發生的一些事件,體現出來的時間性,實際上都是牛頓的絕對時空觀。而愛因斯坦創造性的提出了時間和空間是相對的,並且不能單獨的存在,也就是相對性的四維時空。
  • 牛頓與愛因斯坦的時空觀,科學從不給任何人面子
    愛因斯坦可以說是憑藉著自己的天才踩著牛頓上位的,他認為時間與空間是相互影響的,時間在本質上是一種描述物質運動變化的特徵,它和物質的運動速度有著密不可分的聯繫。在愛因斯坦看來,一個物體的速度越快,它的質量就會變得越大,相對於速度較慢的參考系而言,它時間流逝的速度就會變慢。空間也並不是均勻分布的,質量的存在會導致它周圍空間的扭曲,質量越大,彎曲的的程度就越明顯。
  • 愛因斯坦到底比牛頓偉大在哪些方面?
    我們都知道愛因斯坦和牛頓都是物理學的大咖級別人物,從時間上看牛頓在先愛因斯坦在後,但是從名氣上來看,似乎愛因斯坦更佔據上風,那麼愛因斯坦究竟比牛頓再哪些方面技高一籌,今天我們就來談談這個問題。有了以上基礎思維我們再看牛頓的萬有引力定律,這個定律是用來計算任何兩個有質量物體之間的引力大小的,通過萬有引力公式計算,然後再去實際測量數據,發現理論與數據高度吻合,所以證明了萬有引力的正確性,但是讓牛頓沒想到的是,這個世界上還存在著質量非常大的天體,比如黑洞。
  • 愛因斯坦提出廣義相對論後,牛頓的定律是錯的嗎?
    牛頓不是第一個注意到蘋果從樹上落下來的人,他偉大的洞察力表現在,他以數學的形式展示了使蘋果落向地面的力一定與使月球按照軌道運轉的力是同一種。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。
  • 下一位可以媲美愛因斯坦和牛頓的科學家,需要有什麼成就?
    01伽利略·伽利雷伽利略·伽利雷的名字或許沒有牛頓和愛因斯坦知名,但是他對現代科學做出的貢獻並不小,伽利略被稱為牛頓對科學做出的最大貢獻是提出了「科學方法論」,在伽利略之後,牛頓的實驗和研究方法為科學的發展指出了明路,從物理學的領域上來看,經典力學對全世界的影響力很大,,他和伽利略一樣被人們稱為「現代物理學之父」,很多人認為牛頓是物理學的指路明燈,以至於後來的科學家不願意打破他的理論去提出新的觀點,直到愛因斯坦的研究問世,經典力學的物理學大廈才被重建。
  • 為什麼近代再沒有愛因斯坦、牛頓之類的科學家?科學遇見瓶頸了?
    而且早期的科學發展對各個學科來說都是一片空白,相對容易出成績,因為早期的科學理論都是對自然現象的一種總結,並且任何事幹得越早越簡單,越往後越複雜,例如:哥白尼1543年對地心說發起了挑戰,並提出日心說,這其實只是對天體運行規律的觀測而總結出來的科學模型,並不需要任何先進的科學儀器去輔助論證,只需要自己的科學理論能更好的應用在實際的觀測中就行了。
  • 愛因斯坦和牛頓對科學界的貢獻誰更勝一籌?
    牛頓與愛因斯坦都是物理學界的大神級人物,科學界流傳著「一牛二愛三麥」的說法,也就是說大多數人認為歷史排名牛頓第一,愛因斯坦第二。但是在這個問題上筆者認為是仁者見仁智者見智,畢竟他們的差距實在太小了。除此之外,牛頓在數學上也是人類最頂級的存在,獨自發明了微積分,二項式展開定理,發現了圓冪定理等。
  • 牛頓萬有引力定律能解釋廣義相對論三大預測嗎?
    1687年,牛頓發表了《自然哲學的數學原理》,其中萬有引力定律成功解釋了天體的運動。並且,萬有引力還幫助科學家發現了海王星的存在。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。
  • 通俗的解釋愛因斯坦相對論到底說的是什麼?
    >愛因斯坦的廣義相對論——一個更全面的理論,它將引力視為彎曲時空坐標系的幾何現象,也包括非慣性(即加速)參照系。(不過,光子實際上並不加速運動,因為它總是以光速運動。)但對於一個物理物體來說,光速是一個極限。物體在光速下的動能無窮大,所以無法加速到光速c。有人指出,一個物體在理論上可以以超過光速的速度運動,只是它沒有加速到這個速度。然而,到目前為止,還沒有任何物理實體顯示過這種屬性。
  • 相對論描述的時空理論——解釋了時空的真正含義
    如果沒有萬有引力這樣的東西,閔可夫斯基時空就會滿足我們的一切需求。時空將是簡單的、不彎曲的,它將只是為物質的通過和相互作用提供一個舞臺。加速的唯一方法是通過與另一個粒子的相互作用。但是在我們的宇宙中,我們確實有萬有引力,愛因斯坦的等效原理告訴我們萬有引力對你的作用就和其他任何加速度一樣。
  • 科學家:繼承愛因斯坦遺願,實現愛因斯坦夢想
    愛因斯坦做得不夠完善人類最成功的引力理論是愛因斯坦著名的廣義相對論。愛因斯坦花了七年多的時間開發它。從表面上看,廣義相對論看似簡單。宇宙的所有戲劇性發生在稱為時空的宏偉的三維舞臺上。物質和能量——宇宙中的男主角和女主角四處奔走、述說自己的臺詞。物質和能量使時空變形,從而使其時間和空間彎曲。
  • 月球沒有撞擊地球的原因,真真假假的引力與離心力
    「最終,」他寫道,「向下彎曲的軌道曲率將與地球的曲率相等。」(這一說法並不完全正確,但與下面的情況相比,這只是一個微小的錯誤。)最重要的一點是,當子彈移動得越來越快時,就會達到遠離地球軌道的速度。再加上向下的方向不斷變化,因此子彈永遠不會靠近地面——它位於地球軌道上。這實際上是引力平方反比定律的一個奇妙的特殊特徵。如果引力不是平方反比,這種情況是不可能發生的。一般來說,軌道是橢圓的。