愛因斯坦:萬有引力其實是不存在的,這句話該如何理解?

漫酱~ 2022/12/26 檢舉 我要評論

現代科學認為,我們的地球誕生于46億年前,也就是太陽系誕生初期,在50億年前,太陽系一片混亂,太陽誕生以后吸收了周圍大量的物質,所以太陽的質量占到了太陽系總質量的百分之99.86,剩下的八大行星和其它物質占到了太陽系總質量的百分之0.14,從占比上我們就能夠看出太陽的質量是非常大的,在太陽系中,只有地球這顆行星誕生了生命,生命的出現給地球這顆行星增添了很多色彩,尤其是人類出現以后,解開了地球上很多的奧秘,在人類科技發展的道路上,出現了很多偉大的科學家,人類能夠有現在如此強大的科技,和這些科學家有著非常密切的關系,比如說牛頓、愛因斯坦、伽利略、哥白尼、霍金等等,其中牛頓和愛因斯坦被稱為是人類歷史上最偉大的科學家。

牛頓的一生被很多人看作是傳奇,如果說在17世紀就有諾貝爾獎的話,那麼牛頓至少能夠連續獲得4次諾貝爾獎,分別是分光計,力學體系的構建,反射望遠鏡,萬有引力,牛頓的出現給人類打開了宇宙的大門,牛頓首次打破了人類認為天體運動和普通運動的巨大誤解,他指出,不管是蘋果掉在地上還是雨水掉在地上,都遵循同樣一種力的作用,這個力就是萬有引力,曾經著名的科學家亞里士多德提出,即輕的東西下落慢,重的東西下落快,一直以來,人類都遵循這個規律,在將近1500年的時間里,雖然也有人懷疑過這個觀點,但是卻沒有人能夠證明這個觀點是錯的。

直到伽利略出現以后才解開了這個謎題,其實輕的物體和重的物體在同時落下的情況下,不考慮摩擦力的影響,那麼這兩個物體會同時落下,最早發現亞里士多德觀點錯誤的是伽利略,在1590年的時候,伽利略從比薩斜塔上丟下兩個重量不一樣的球,讓我們知道了物體落地的速度和重量是沒有關系的,而是和阻力有關系,在1687年,牛頓提出了萬有引力,萬有引力是把引力看作是由質量引起的一種基本力,根據牛頓的萬有引力定律我們能夠知道,任何有質量的物體之間都是有引力的,物體的質量越大,它的引力就越大,在太陽系中,太陽的質量是最大的,所以它的引力也是最大的,強大的引力能夠將八大行星全部吸引過來,而八大行星為了不被太陽吞噬,它們只能夠不停的自轉和公轉。

自轉和公轉能夠產生離心力,離心力和引力相互抵消,所以八大行星能夠穩定的圍繞太陽轉動,牛頓提出萬有引力之后,他利用萬有引力解釋了天體運動的規律,而且還指出了木星、土星的衛星圍繞行星也有同樣的運功規律,他認為月球除了受到地球引力的作用之外,還會受到太陽的引力,從而解釋了月球運動中發現的二均差,根據牛頓的萬有引力定律,科學家們成功發現了海王星,牛頓的萬有引力認為,時空是平直的,不管距離有多遠,引力的作用都是瞬間完成的,牛頓認為引力和物體的質量是成正比的。雖然萬有引力對人類的影響非常巨大,但是在人類科技發展的過程中,科學家們發現萬有引力定律也存在一定的缺陷。

萬有引力定律只適用于巨觀層面,并且適合低速移動的物體,但是在微觀世界中,原子核組成的強相互力之間的吸引,就沒有辦法通過萬有引力來解釋,其實牛頓在提出萬有引力之后,認為引力就是一種力,但是引力的介質是什麼?牛頓也沒有辦法解釋,牛頓認為引力是可以無限距離的,如果說我們的太陽突然消失,那麼太陽對地球的引力就會馬上消失,但是愛因斯坦卻不這樣認為,愛因斯坦認為引力是沒有超距作用的,引力是以光速傳播的,愛因斯坦認為引力其實并不存在,他認為質量小的天體之所以會圍繞質量大的天體運動,是因為質量大的天體將宇宙薄膜壓彎了,所以質量小的天體才會圍繞質量大的天體運動。

當時牛頓提出萬有引力定律后,太陽系中大部分天體都能夠利用萬有引力定律來計算,而且幾乎所有的天體都符合萬有引力定律,但是科學家在研究過程中發現水星卻不符合萬有引力定律,利用萬有引力的公式計算,水星的公轉周期在100年內會有50秒的誤差,雖然這個誤差不大,但是這也說明了萬有引力確實存在漏洞,而且萬有引力認為所有的物質都會相互吸引,但是黑洞卻能夠吞噬其它物質,這又怎麼解釋呢?從種種細微的現象上我們就能夠看出,牛頓的萬有引力定律是有誤差的,而愛因斯坦用相對論彌補了萬有引力的誤差,并且還讓科學家發現了重力波。

愛因斯坦認為,所有的天體并不是懸浮在空中的,而是依附在宇宙薄膜上,我們的宇宙其實是一張巨大的薄膜,所有的天體都在這個薄膜上,愛因斯坦在他的相對論中提到過,時空是能夠彎曲的,整個時空就像是一個蹦蹦床,物體在上面運動會使得蹦蹦床形狀發生改變,物體的質量越大,蹦蹦床彎曲的程度就越大,為了證明愛因斯坦的理論是對的,科學家們也做了很多實驗,其中比較著名的三個實驗分別是水星近日點進動、光線在引力場中的彎曲還有引力紅移,通過這三個實驗,證明了愛因斯坦的理論是對的,在1919年日全食的時候,科學家們分別在不同的地方進行了觀測,最終得出的結果和愛因斯坦預測的是一樣的。

重力波就像是時空中的漣漪,如果把時空看成是一張巨大的薄膜,那麼有質量的物體就會讓這張薄膜彎曲,當一個有質量的物體靜止在宇宙中時,它所處的時空就不會發生變化,但是如果第二個有質量的物體加入,那麼兩個物體之間會相互運動,相互朝對方施加一個加速度,這個過程會造成時空扭曲,從而產生重力波,在2015年9月14日,科學家觀測來自13億光年外的兩個黑洞融合,并且觀測到了重力波,這是人類有史以來第一次觀測到重力波,這也證明了愛因斯坦的理論是對的。

當時愛因斯坦提出相對論之后,很多科學家都持著懷疑的心態,不過經過100多年的驗證,現在愛因斯坦的相對論已經經歷了各種考驗,而且科學家利用愛因斯坦的相對論發現了宇宙中很多神秘的天體和現象,比如說黑洞、引力波、引力透鏡、時間膨脹效應等等,其實牛頓的萬有引力定律適用于低速世界,一旦進入高速世界,那麼萬有引力定律就會失去效果,而且誤差非常大,但是愛因斯坦的相對論能夠在高速世界中使用,相對論完美的解釋了引力和時間之間的關系,愛因斯坦認為速度越快時間就越慢,并且給出引力時間膨脹公式為:t‘=t*√(1-2GM/rc),在這個公式中,t’是重力時間膨脹效應的值,t是觀測者在低重力慣性系統中的時間流逝值,G是萬有引力常數,取值是6.67x10^-11N·m/kg;M為天體質量;r為天體半徑;c為光速。

為此科學家們還專門做了實驗,比如說著名的鐘慢效應。在1971年的時候,科學家首次進行了原子鐘飛行實驗,在實驗中科學家將兩架裝有原子鐘的飛行分別從東西兩個方向飛行,在飛行一段時間后,將兩個飛機上的原子鐘和地面上的原子鐘進行比較,結果發現和愛因斯坦的理論是一樣的,向東飛行的飛機,由于是順著地球自轉的方向飛行,所以相對于地面的速度就是飛機本身的速度加上地球的自轉速度,而向西飛行的飛機是逆著地球自轉方向飛行的,相對于地面的速度需要減去地球自轉的速度,飛行一段時間后,原子鐘上面的時間有了明顯的變化,科學家經過研究發現,向東飛行的飛機,原子鐘的時間比地面上的原子鐘時間慢了59納秒。

而向西飛行的飛機原子鐘的時間比地面上的時間快了273納秒,這說明速度能夠改變時間的快慢,在愛因斯坦的廣義相對論中,引力的本質就是時空彎曲,并且他還認為物質能夠決定時空,引力能夠是光線彎曲,其中比較著名的現象就是黑洞,黑洞在很早的時候就被科學家提出來了,當時愛因斯坦理論公式計算出了黑洞,不過由于當時人類的科技有限,所以很多人都不相信黑洞存在宇宙中,直到2019年的時候,科學家拍攝到了第一張黑洞的照片,這個照片證明了愛因斯坦的理論是對的,而且黑洞也能夠將光線彎曲。黑洞是人類在宇宙中發現的引力最強大的天體,任何物質進入黑洞的視界范圍都會被黑洞的引力吞噬。

當光進入黑洞視界范圍之后,光線就會變得彎曲,并且無法從黑洞內部逃離,按照愛因斯坦的說法,那麼引力就是不存在的,所謂的引力其實就是時空彎曲的表現而已,這就是引力的本質,既然引力并不存在,那麼為什麼現在還有很多科學家利用萬有引力定律呢?其實牛頓的萬有引力定律和愛因斯坦的相對論兩者之間并不矛盾,它們在各自的領域都能夠發揮很好的作用,也可以說是互補,如果只從公式上來看的話,那麼愛因斯坦的公式可能是比牛頓的萬有引力公式更加精準,使用的范圍更大,不過對于我們普通人來說,牛頓的萬有引力定律依然能夠很好的適用。

在低速世界中,牛頓的萬有引力定律誤差微乎其微,簡單來說就是牛頓的萬有引力定律對于一些簡單的事情來說,非常好用,就比如說從你家到學校只有200米的距離,這個距離你只要騎個電動車就能夠很快的過去,而牛頓的萬有引力定律就是這個電動車,而愛因斯坦的理論是一輛汽車,如果你使用汽車的話,那麼你需要先進入汽車,并且發動汽車,加速到達學校,如果這麼看的話,那麼牛頓的定律更加適合,現在牛頓的萬有引力定律在我們地球上基本都能夠使用,比如說我們發射的火箭、衛星、探測器等等,基本上都是利用牛頓的萬有引力定律。

只有在研究黑洞等大型神秘天體的時候,愛因斯坦的相對論才能夠派上用場,也就是說這兩者之間并不矛盾,都有各自的用處,其實科學就是在不斷的研究和探索當中產生的,或許愛因斯坦現在的理論看上去都是對的,但是在宇宙中還有很多愛因斯坦無法解釋的現象,其中比較著名的就是奇點,現代科學認為,我們的宇宙誕生于138億年前,在138億年前,有一顆質量無限大、能量無限大、密度無限大、熱量無限大、體積無限小的點發生了爆炸,這個點爆炸以后,宇宙快速的向四周膨脹,經過138億年的時間,宇宙才膨脹成我們現在看到的樣子。如果說奇點真的存在,那麼現有的物理學就會被推翻,因為在我們的物理學上,根本不存在無限大或者無限小的物質。

但是科學家沒有辦法解釋奇點,所以科學家只能夠用無限這個詞來代替,而且在宇宙中還有很多科學家沒有發現的神秘物質,這些物質用我們現有的物理學也沒有辦法解釋,比如說暗物質,科學家認為,暗物質是一種非常神秘的物質,它不會和任何其它物質發生化學反應,所以我們看不見也摸不著它們,科學家認為,暗物質占到了宇宙總質量的百分之95,而能夠看見的物質(恒星、行星、彗星、小行星)等等占到了宇宙總質量的百分之5,從占比上我們就能夠看出,暗物質才是主宰宇宙的主要物質,但是這麼多年科學家并沒有在宇宙中找到暗物質,這說明暗物質比我們想象的還要神秘。

不少科學家認為,天體的運動其實和暗物質有關系,暗物質能夠控制天體的運動,而且還能夠推動宇宙不斷的膨脹,科學家在研究銀河系時發現,在銀河系邊緣的天體能夠穩定的圍繞銀河系中心轉動,按理來說,銀河系中所有的物質都受到銀河系中心黑洞的影響,但越是靠近銀河系中心區域的物質,它所受到的引力影響是越大的,而產生的離心力是越小的,而處于銀河系邊緣區域的天體受到的引力影響非常小,所產生的離心力卻很大,為什麼這些邊緣的天體沒有被離心力甩出去,科學家認為這可能就是暗物質在起作用。如果說宇宙中真的存在暗物質,而且暗物質能夠控制天體的運動,那麼牛頓的引力和愛因斯坦的宇宙薄膜就不存在了,所以說在宇宙中有很多事情都是科學家無法解釋的。

而且現在人類的物理學并不完全是對的,說不定哪一天,人類經過幾代人建立起來的物理學就會完全崩塌,而我們現在能夠做的就是不斷的發展自己的科技,讓自己的科技變得越來越強大,只有這樣我們才能夠更好的了解宇宙。小編認為,雖然人類現在已經走出了地球,對宇宙也有了一定的了解,但是人類對宇宙的認知還非常淺薄,在宇宙中可能隱藏著很多我們不知到的神秘現象和天體,人類的科技在不斷的進步和發展,隨著時間的推移,人類的科技會變得越來越強大,到時候我們會發現更多意想不到的現象。

搶先看最新趣聞請贊下面專頁
用戶評論
你可能會喜歡