引力存在吗?从很小的时候,我们就听说牛顿被从苹果树上掉下来的苹果击中,然后他的头就像灯一样张开了,我们马上就明白了普遍引用的定律。这个故事或多或少是演绎的,其真实性令人担忧。它最初只包含在伏尔泰的书中,从未见过牛顿。他也询问了这件事。
现在普遍引用定律是几乎所有受过教育的人都知道的物理理论。但是如果我们仔细想想,重力真的存在吗?
相信大多数人会坚信重力的存在,并能提供一些相关的证据,比如苹果落地。但有趣的是,爱因斯坦曾提出著名的广义相对论。他认为重力不存在,但事实上它是空间和时间的曲率。
的问题出现了。他们也是伟大的物理之神。如果你想订购物理学家,这两个绝对是前两个。伟大的上帝有不同的观点。他应该听谁的?
事实上,我们可以说两者都是对的或者都是错的。两种理论都解释了“苹果落地”的现象。在解释的过程中,会用到“万有引力”和“时空弯曲”等词。这实际上是两位科学家给的名字。因此,这种现象永远存在,但由于理论不同,命名方法也会有所不同。问题来了。对“苹果落地”现象有什么不同的解释?
今天,让我们一个接一个地谈谈。
万有引力定律
最早的引力理论不是来自牛顿,而是来自亚里士多德事实上,2000多年前的古希腊,古希腊先贤们就开始讨论这个问题。最后,亚里士多德提出所有的东西都是由水、火、土、气和以太组成的。其中,月球上方的宇宙由以太构成,而月球下方的宇宙由水、火、土壤和气体构成。水和土壤更重,所以它们倾向于向地面移动。火和气体更轻,所以它们都向上漂浮。亚里士多德的理论和地心说巧妙地结合在一起,统治了整个西方文化圈几千年。直到牛顿出现,这种情况才被打破。当牛顿研究这一现象时,他已经知道了许多基础知识,例如向心力和圆周运动的关系,甚至微积分的基本思想。基于此,牛顿提出了万有引力定律。他认为物体之间有吸引力。这种“力”被称为万有引力。引力与物体的质量成正比,与物体之间距离的平方成反比。
和牛顿的集合实际上是建立在一个基础上的,这是对时间和空间的绝对看法什么是时间和空间的绝对观?
牛顿认为时间和空间是刚性的,对任何人来说都是一样的,一秒就是一秒,一米就是一米,它与物体的运动状态无关。因此,他还认为万有引力是一种超越距离的作用,简单地说,是一种瞬间完成传递的力。
但是如果你问牛顿,重力是如何形成的?客观地说,牛顿也不能给出满意的答案。
广义相对论虽然牛顿没有给出满意的答案但是在上个世纪,爱因斯坦在1905年首次提出狭义相对论,他在其中统一了时间和空间。他认为这两者是不可分割的,应该放在一起看,称之为时间和空间。我们生活在四维时空、一维时间和三维空间中。随后,爱因斯坦试图推广相对论1915年,爱因斯坦推出了广义相对论狭义相对论的讨论实际上是在惯性参考系下,即直线时空,而广义相对论则扩展到任何参考系,即曲线时空
爱因斯坦从等效原理推导出重力和加速度产生的惯性力是等效的,这也称为弱等效原理。事实上,还有一个很强的等价原则,由于空间的限制,这个原则不会重复。因此,爱因斯坦得出重力的本质实际上是空间和时间的曲率。如果我们从二维角度看绕地球运行的月球,牛顿的解释是两者之间的引力效应。在广义相对论中,这是因为地球弯曲了周围的时空,而月球沿着时空的测地线移动,这类似于二维平面中的直线。根据过去100年的观察和实验,我们知道广义相对论远比牛顿万有引力定律更普遍因此,目前关于引力现象的主流理论是广义相对论,即引力现象是由时空弯曲引起的。然而,牛顿理论是广义相对论在宏观低速和弱引力场条件下的近似解。因此,我们今天仍在使用它。除了万有引力定律和广义相对论之外,还有引力子理论,只是这个理论有很大的错误,而且不是主流的科学理论。
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