引力到底是不是力?
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引力是宇宙中最强大的力量,也是宇宙中最强大的生命力。一旦产生无论距离多远相互牵引!包括男女,除非引力消失重组。
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为什么这种时空弯曲对于不同质量和不同速度的物质作用不一样呢?
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爱因斯坦告诉我们引力不是力。但这到底是什么意思,爱因斯坦本人在他著名的电梯思想实验中很好地说明了这种差异,这是等效原理的基础。
广义相对论告诉我们引力不是力,引力场不存在。物体在弯曲的时空中倾向于沿直线运动。
等效原理是引力的最基本的物理性质,在任何一个时空点上都可以选取适当的参考系,使一切物质的运动方程中不再含有引力项,即引力可以局部地消除。如果认为这种消除了引力的参考系是惯性系,那么,等效原理告诉我们,在任何一个时空点,一定存在局部惯性系。伽利略最早注意到,不同物体沿斜面的下滑运动是一样的,即引力加速度与物体的组成无关。
等效原理是广义相对论的第一个基本原理,也是整个广义相对论的核心。其基本含义是指重力场与以适当加速度运动的参考系是等价的。爱因斯坦于1911年注意到这一规律,1915年正式以原理的形式提出。
狭义相对论是以四维平直空间中的匀速直线运动为考察对象的,适用于一切惯性系,但无法说明非惯性系中的运动现象。为了克服狭义相对论的不足,将狭义相对论推广到具有加速度的非惯性体系中,爱因斯坦运用了电梯思想实验为人们打开思路。
在一理想的摩天大楼的顶上,有一正在下降的电梯。在该电梯内,有一位物理学家在做实验。突然,电梯的钢缆断了,于是,电梯便处于自由落体状态向地面降落。在降落的过程中,电梯内的实验者,拿出一块手帕和一只表,然后松开双手。这两个物体会怎样运动。电梯外的观察者以地球作为参考系,他会发现:手帕、表和电梯连同它的天花板、四壁、地面以及里面的实验者等,都以同样的加速度下落。而电梯里面的实验者则会以电梯作为参考系,因为引力场在这一参考系之外而不被考虑,他会发现手帕和手表由于不受到任何力的作用,而处于静止状态。在等效原理的帮助下,电梯思想实验告诉我们,引力场和加速度是相等的。广义相对论成功地拓展到了非惯性系中。
◃▴引力到底是不是力?
引力到底是不是力,爱因斯坦认为,引力不是一种传统意义上的力,而是一种源于几何的效应。相对论告诉我们,宇宙并不是平坦的,而是存在着弯曲现象,我们可以把宇宙空间想象成一个能够无限压缩的薄膜。有质量的物体存在于这个薄膜上,这些有质量的物体会对这个宇宙薄膜产生压力,从而形成凹陷,这样物体周围就会被压弯,空间结构被压弯之后,物质会沿着弯曲的空间运动,于是表现出了万有引力。
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科学家并没有搞清楚引力的本质。牛顿认为,引力是有质量物体之间的超距作用。爱因斯坦认为,引力是质量造成的时空扭曲。
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