重力是如何形成的?

小夏 科学 更新 2024-01-31

这个问题已经尝试了数百年,因此出现了许多理论来解释“它是什么”。 但最准确的解释是由阿尔伯特·爱因斯坦的理论提供的。

简而言之,根据爱因斯坦的说法,引力是由质量或能量的存在引起的时空曲率,是“空间”和“时间”概念的结合。 (我在上一篇文章中描述了什么是“空间”和“时间”。 )

我给你举个例子,你可以更好地理解爱因斯坦的理论。

想象一个开放和拉伸的织物(时空)。 如果将重物(例如足球)放在这种织物上会发生什么?好吧,答案很明显——织物会变形并朝这个球弯曲。

它看起来像这样:

这里需要注意的是,如果我们在织物上放置一个没有质量但完全由能量组成的粒子,例如电磁波,织物仍然会弯曲。

在宇宙中,时空曲率不是发生在单个平面上(如图所示),而是同时发生在空间的三个维度和一个时间维度上。 在所有这些维度中,质量都会弯曲它周围的时空。 这已经是更加难以想象的了,可惜没有例子可以证明这一点。 难道不是这样吗:

因此,事实证明,引力是由质量和/或能量的存在引起的时空曲率。

要回答这个问题,让我们记住我们以布和球为例。 现在我要问一个问题:如果我们把球放在一个向球弯曲的织物区域,会发生什么?球将沿球的方向滚下坡。 而且如果球没有初速,它肯定会与球相撞。 另一方面,如果你给球一定的初始轨道速度,它要么绕球旋转,要么完全逃离球。

它看起来像这样:

这是在时空中发生的事情:一个有质量或能量的物体弯曲时空,并将其中的物体吸引到自己身上。 例如,太阳将时空向自身弯曲,导致行星绕其运行,而地球将时空向自身弯曲,导致月球围绕它运行。

一般来说,这些是基础知识,但据我了解,有些人对它们感到困惑。 我希望这个解释至少能澄清一下情况。

三分钟谈科普

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