宇宙间的万有引力的本质是什么?引力的作用需要时间传递吗?
爱因斯坦广义相对论认为,引力的本质是具有质量物体对周围时空的扭曲而导致的现象。这种时空弯曲会形成时空凹陷或者漩涡,导致靠近的两个物体会互相掉进对方的凹陷或者漩涡,表现出互相吸引的现象,是为万有引力。
这种引力随着物体的质量距离而强弱。质量越大的物体和靠的越近引力越强,质量越小距离越远引力越弱。引力是一种弱力,但影响是无限远的,只不过太远了,就忽略不计了。
一般说来,大质量物体比如太阳所导致的时空扭曲比较明显,小质量物体会被大质量物体吸引,向大质量物体靠拢,最终掉落到大质量物体上。就像地球的八大行星,都是被太阳吸引着无法离去,表现为向心力。但由于这些行星都有一定的角速度,就是设法挣脱引力的离心速度,表现为离心力。
这个速度正好与引力相抗衡,就使得这些行星围绕着太阳在一定的轨道上旋转,这种速度就是环绕速度。在对抗引力的速度上,有环绕速度、脱离速度、逃离速度。地球的环绕速度为7.9公里每秒,脱离速度为11.2公里每秒,逃逸速度为16.7公里每秒。
如果一个物体在太阳上面,其逃逸速度为每秒617.7公里。黑洞的逃逸速度大于光速,所以任何物体一旦被黑洞引力捕获,就别想逃脱了。
引力一般表现为向心力,而抵御引力的能力一般表现为离心力。速度是抵御引力的基本方式。所以当你被一个物体引力所拉扯时,你就使劲的跑,跑得越快就越有可能逃脱,哈哈~
那么引力作用的传输有没有速度呢?当然有,它就是光速,每秒钟约30万公里。这个问题在过去有过很多争议。在牛顿经典理论统治的时代,人们认为引力是瞬间传输,无限快的,没有速度。也有人认为是光速的若干倍。
爱因斯坦1916年发表的相对论认为引力是由引力波传输的,传播的速度是光速。这个预言经历了进一个世纪的研究和跟踪,终于在2017年被世界科学界所证实和认同。
2017年10月17日,世界上70个天文台同时观测到了一次奇迹,距离我们1.3亿光年两个中子星相撞所发出的引力波传到了我们身边,这次事件被视为人类首次集体“看到”了引力波,从而证实了爱因斯坦伟大预言的无比正确性。
其实在这比这早27个月前,科学家们就利用激光干涉引力波天文台(LIGO)首次探测到了引力波事件,这是来自13亿光年的两个黑洞的合并事件。巨大的引力波经过漫长的13亿年传输,时空涟漪已经非常微弱,只是将LIGO探测仪器4公里长臂改变了一个质子直径的万分之一,科学家比喻为我们到最近太阳系外恒星4.22光年距离改变了一根头发丝的距离。
这说明了两个问题,一个是引力波真的是可以传输到无限远,二是引力是一种弱力,随着距离的拉开影响力越来越微弱。
科学家经过观测测算,最终证实引力波的传输速度为光速。
别看这种遥远的引力波涟漪非常微弱,现在探测到了,将对今后人类解开宇宙初始的奥秘产生无可估量的意义和影响。这就是2017年诺贝尔物理学奖授予了首次发现引力波的三位科学家的原因。
这就是时空通讯的观点,欢迎点赞、关注和拍砖。
时空通讯所有发表的文章都属本人原创,已经授权“维权骑士”予以版权保护,如需要使用请联系本人授权,侵权必究,谢谢支持和理解。
答:目前对万有引力描述最深刻的理论是广义相对论,广义相对论认为:万有引力的本质是空间的弯曲,引力的传播速度等于光速,这已被众多实验所证实。
万有引力是四大基本力之一,要追溯万有引力的本质,还得看爱因斯坦的广义相对论,这是目前对万有引力描述最深刻的理论。
广义相对论认为:三维空间中物质的质量分布,决定了空间如何弯曲;空间的弯曲,影响着物体的运动,人类把这种影响效果称之为“万有引力”;既“物质告诉空间如何弯曲,空间告诉物体如何运动”。
通俗地说:相对论认为“引力并不存在”,万有引力的本质就是空间弯曲。
爱因斯坦还用思想实验——“爱因斯坦电梯”,来说明引力效应和惯性效应是等价的,即广义相对论等效原理——惯性质量等于引力质量。
根据爱因斯坦的引力场方程,可以推导出引力的传播速度就是光速,太阳距离地球约8光分,如果太阳瞬间消失,地球要等8分钟后才能感知太阳的引力变化。
除广义相对论外,还有其他理论试图解释万有引力的本质,比如量子力学中,就试图把引力量子化,并假设了一种传递介子——引力子。
可惜截止目前,引力子还未被发现,所以量子力学的解释还只存在于理论当中。
好啦!我的答案就到这里,喜欢我们答案的读者朋友,记得点击关注我们——艾伯史密斯!