万有引力的本质是什么? 万有引力公式
万有引力公式(万有引力的实质是什么?)以目前人类认知来看,万有引力的实质是时空扭曲,时空就是时光和三维空间 。
万有引力定律的发明
牛顿应用自己的微积分思想和总结了开普勒三定律后,发明了万有引力定律 。1687年,在他出版的《自然哲学的数学原理》一书中描写了这个现象,牛顿以为万有引力定律具有普适性,实用于所有物体,并且引力大小只与物体的质量和距离有关,这就是我们在物理课本上学过的万有引力公式 。
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万有引力公式
【万有引力的本质是什么? 万有引力公式】虽然牛顿当时发明了这个定律,但却不知道万有引力常量G的大小,直资源网到1789年卡文迪许通过扭秤试验测出G的数值,公式才得以完美,科学家应用这个公式还发明了海王星和哈雷彗星 。
万有引力在大质量天体间比拟显著,人与人之间虽然也有,但小到可以疏忽 。
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卡文迪许扭秤试验
爱因斯坦说明引力
万有引力的准确性早已在天体中证实,但它是如何发生的?为什么会相互吸引?
牛顿的说明是:万有引力是物体固有的属性,有重量的物体都会存在,并且当时以为万有引力是超距的,可以在瞬间传递到无穷远的处所,不须要作用时光 。
这个观点和爱因斯坦在1905年提出的狭义相对论有所抵触,爱因斯坦以为“真空中的光速是信息传递的极限速度” 。为懂得决抵触点,1915年,爱因斯坦在他的广义相对论中对万有引力实质做出懂得释,以为万有引力并不真实存在,引力只是一种假象,它的实质是质量会对周围时空造成扭曲 。
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例如,将铅球放在弹床中间,再沿弹床边扔一个玻璃球,由于铅球的重量导致弹床凹陷,所以玻璃球会绕着铅球转几圈后下落;这个现象实质上和行星绕恒星活动是一样的,只不过弹床存在摩擦力,而天体活动的真空环境中几乎没有摩擦力 。
弹床所表示的仅仅是面上的空间扭曲,实际情形是下面这张动图 。
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为了验证爱因斯坦的料想,1919年5月底,科学家应用日全食进行了有名的星光偏转试验 。
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通常情形下,太阳背后的恒星发出的亮光会被太阳遮挡,只有产生日全食时,阴暗的条件下,太阳背后恒星发出的光线,通过太阳引力偏折后能传递到地球上,人类才可能直接视察到太阳背后的恒星 。如上图,实线是光线流传轨迹,虚线是地球上人类视察到恒星地位的虚像 。
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应用爱因斯坦的引力场公式,盘算出的数据和资源网实际观测到的成果完整一致,而应用牛顿万有引力定律盘算出的偏折角和地位,与实际数据相差一半以上,误差较大 。所以科学家以为爱因斯坦对引力实质的说明更科学 。
但这并不代表牛顿的万有引力定律是错的,它有必定的实用规模,只能实用于弱引力场,在强引力场中会失效 。例如,太阳对水星的引力最强,应用万有引力定律盘算水星近日点进动问题会涌现必定偏差 。
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此后,从日全食中得到更多星光偏移的数据,表明了爱因斯坦理论的准确性,时空扭曲才是引力的实质 。
质量越资源网大的物体对时空扭曲作用越显著,空间的扭曲使光线转变原有运行轨迹,时光的扭曲则会让时光真正变慢 。例如,地球的地核位于引力中心地位,地核所阅历的时光会比地壳更慢,在地球46亿年的过程中,地核比地壳年青2.5年 。
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