地球围绕太阳公转,但是地球怎么会知道太阳在哪里呢?


地球围绕太阳公转,但是地球怎么会知道太阳在哪里呢?


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【地球围绕太阳公转,但是地球怎么会知道太阳在哪里呢?】
地球围绕太阳公转,但是地球怎么会知道太阳在哪里呢?


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我们都知道 , 地球一直在围绕着太阳运动 , 这是因为太阳巨大的引力吸引着地球公转 。 虽然引力巨大 , 但由于地球公转速度非常快 , 太阳的引力并不会把地球吸引过去 。

牛顿定律可以很好地诠释太阳和地球这种引力作用 , 万物之间都存在着万有引力 。 但牛顿并没有诠释引力到底是如何产生的 , 引力的本质到底是什么?
引力是由质量产生的 , 任何有质量的物体都会产生引力 。 但物体到底是如何产生引力的呢?
伟大的爱因斯坦给出了答案 。 他提出的广义相对论强调 , 所谓的引力其实并不存在 , 引力只是时空弯曲下的外在表象而已 。
也就是说 , 引力的本质其实就是时空弯曲 。
爱因斯坦的广义相对论提出了“相对时空” , 时空具有弹性 , 就像弹簧床那样 , 可以被压缩 , 可以伸展 , 也可以弯曲 。 质量越大的物体对时空结构的影响也越大 。
想象一下这个画面 。
由于太阳质量巨大 , 对时空的压缩就比较明显 , 造成周围时空的弯曲 , 就像把一个重物放在弹簧床上一样 。 太阳会在时空结构上创造一个凹陷 。 而太阳附近的地球会感知到这种凹陷 , 就会沿着弯曲的时空做“测地线”运动 。

还拿上面的弹簧床举例子 , 在弹簧床上放一个重物 , 弹簧床就会呈现凹陷的情况 , 这时候把一个小球放在凹陷的弹簧床上 , 小球就会沿着凹陷的弹簧床运动 , 运动轨迹的中心就是那个重物 。
回到我们的太阳系 。 即使把我们的太阳拿走 , 换成一个同样质量的黑洞 , 地球仍旧会像之前一样围绕着黑洞运动 。 地球并不在意太阳的位置到底是什么 , 只会感受到被压缩的时空 , 沿着压缩的凹陷时空运动 。

这也解释了“地球怎么会知道太阳到底在哪里?”的问题 。 因为被压缩的时空总会有一个中心点 , 时空凹陷的“最低点”(更严谨来说就是太阳的质量中心点) , 所以地球知道太阳就在那里 。
用一句话来总结就是:物体告诉时空如何弯曲 , 时空告诉物体如何运动 。
有人可能会有这样的疑问:你刚才所说的“时空向下弯曲” , 但宇宙中并没有上下之分 , 时空到底该朝哪个方向弯曲呢?
这里有必要说明一下 , 用弹簧床举例子 , 是一种通俗的比喻 , 更容易让我们理解时空的弯曲 。 但通俗的解释往往意味着不严谨 。

弹簧床的例子就是如此 , 这个比喻并不严谨 。 在宇宙中确实没有上下之分 , 物体对时空的压缩是朝着所有方向的 , 时空弯曲最终都指向物体的质量中心 。
用下面这个动图来诠释时空到底是如何弯曲的 , 或许会更严谨:

运动的物体在弯曲时空的同时 , 也在不停地拉拽着时空一起运动 。

由于质量越大 , 对时空结构的影响越明显 , 所以像中子星黑洞这样的大质量天体对时空结构的影响就更加明显 , 尤其是黑洞 , 它可以无限拉伸时空结构 , 这也是为什么有科学家提出“黑洞可能通向另一个时空(宇宙)”的观点 , 因为黑洞可以把时空弯曲拉伸到无穷 , 最终可能连接到其他时空(宇宙) 。

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