我只有12岁,我一直在想知道并试图了解重力的真正作用。在YouTube上,每个人都经常谈论物体扭曲自己周围的时空,并使用蹦床的类比。我仍然不了解重力,因为如果空间像蹦床一样,那么地球将与其他所有行星一起向太阳旋转,对吗?因此,有人可以向我解释在没有蹦床类比的情况下重力是如何真正起作用的吗?
我只有12岁,我一直在想知道并试图了解重力的真正作用。在YouTube上,每个人都经常谈论物体扭曲自己周围的时空,并使用蹦床的类比。我仍然不了解重力,因为如果空间像蹦床一样,那么地球将与其他所有行星一起向太阳旋转,对吗?因此,有人可以向我解释在没有蹦床类比的情况下重力是如何真正起作用的吗?
Answers:
首先:“重力如何真正起作用”是一个深层的问题,任何认真的科学家都会很快承认,我们所拥有的只是一个不完整的工作模型。您当然听说过 广义相对论;页面上的第一张图片是您的蹦床。
我们的工作模型“广义相对论”之所以起作用,是因为它很好地解释了许多观察结果。(小心,这里还有一个深层次的问题徘徊:“解释”意味着我们可以使用我们心中的引力模型来预测来自其他观察结果的一些观察结果。这不一定意味着我们了解了潜在的“真实本质”问题。)但是我们非常有信心该模型可以在广泛的观察范围内工作。遵循这些预测并因此使我们对模型更有信心的最后一次“首次”观察是两个黑洞最近发生碰撞。最近?好,数十亿年前。我们最近才了解它。这是纽约时报文章的链接,其中包含令人印象深刻的视频。(我认为仍然可以免费阅读有限数量的《泰晤士报》文章,因此请尝试一下。)
我们的引力模型不完整,因为它与我们对其他事物(基本粒子,量子物理学)所拥有的自然模型没有很好的联系。一段时间(大约70年),它根本没有连接。爱因斯坦本人完全没有把这些点联系在一起,这可能并不令人鼓舞,因为他因奠定了量子物理学的基础之一而获得了诺贝尔奖,并且显然是关于引力的权威。如果他做不到,谁能做?
如果我没记错的话,今天的物理学家正在缓慢地取得进步。量子物理学与重力之间的这种联系是现代物理学中尚未解决的主要问题之一。
最后,让我解决您对行星盘旋进入太阳的担忧。我想,这个想法可能来自于实际蹦床上螺旋运动的实际球。您可能知道球由于摩擦而失去速度,就像停止踏板时放慢自行车的速度一样。一些动能转化为热。
你知道吗?你是对的。如果有足够的时间,行星最终将掉入太阳。几年后,低空飞行的卫星落回地球,因为仍然有大气的痕迹使它们减速。原因是宇宙中所有大规模过程都涉及广义上的“摩擦”。这实际上是构成我们所知世界的基本物理原理之一。只是行星之间的近真空不会提供那么多的摩擦,并且行星是相当庞大的物体,具有巨大的质量和动能。他们要花很长时间才能失去足够的能量,以至于它们太靠近以至于不能碰到太阳。(也许太久了,根本不可能发生。)实际上,在人类一生中,行星,卫星和物体几乎是无摩擦运动的完美示例。但是在天文时间尺度上-数十亿年- ,肯定是摩擦。例如,由于摩擦减慢了月亮的自转速度,所以现在的月亮总是向我们显示相同的一面,以至于现在的旋转被其轨道“锁定”了。
底线:重力使空间和时间弯曲的想法“解释”了迄今为止的所有大型观测。如果忽略摩擦,则“蹦床”是二维“空间”(即表面)的良好模型。
为什么物体没有逃逸?
首先考虑一个有速度但没有重力作用的物体:
然后,如果该蓝色物体向同一方向延伸,它将变得越来越远。
但是它并没有沿着相同的方向继续,过了一会儿,黑色大物体的引力改变了方向:
这一次又一次地发生:
您的问题是:为什么物体不螺旋状进入?您可能正在考虑,随着距离的临近,重力变得更强,因此物体被迫靠近。
但是,当它靠近时,其速度会增加。如我们所见,物体的速度试图使其逃逸。因此,当距离更近时,它具有更大的速度来抵消增加的重力。
编辑:为了更直观地解释您的问题,原始比喻中的蹦床会引起摩擦,因此会呈螺旋状,但空间是真空的。
好问题!
您听说过牛顿第一定律吗?它说运动的物体除非受到力的作用,否则继续以相同的速度和方向继续运动。
当我们沿地面滚动时,球最终将停止。在牛顿之前,许多人认为一切都会自行减慢。牛顿的见解是事实并非如此,实际上,滚动球减速的唯一原因是因为地面和空气摩擦或推动该球使其减速。
在蹦床上,一个球会在蹦床上的材料和空气上摩擦,从而使其减慢速度。这是球最终向中心盘旋的唯一原因。
当没有什么东西可以减慢物体的速度时,它不会向中间盘旋,只会永远旋转。在太空中,几乎没有任何东西可以使物体减速。
如果您觉得难以置信,则可以编写计算机程序进行所有计算,然后看看会发生什么!我为您做了一个示例仿真。您将看到,在没有摩擦的情况下,行星每次绕太阳运行都将终止于其开始的位置。如果将行星的初始速度从20更改为40,然后在顶部单击“运行”,您将看到一个更圆的轨道。您可以更改其他内容,然后看看会发生什么。希望这个对你有帮助!
i < 1
而不是,i < 5
并且将超时参数更改为setInterval 10
而不是100
,则观看该模拟会更加愉快。它的运行速度稍快一些,但是帧速率却更高,因此外部物体的运动不会那么参差不齐。
中微子弦感应折射是引力的原因。有人会说中微子微不足道,但是狄拉克,霍金和泰森则认为相反,并且大多数都反对带电粒子以光速传播的影响。请记住,没有人能够或已经证明质量是物质的财产,更不是一种作用。
请访问www.themechanismofreality.com,此站点准确解释了重力的工作原理。每个检查此事的物理学家都同意这是正确的。从欧洲核子研究中心到北京大学物理系,这都是“引力子物理学与弦理论之间的奇妙联系”!LIGO和重力波的发布也间接证实了这一点。