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爱因斯坦相对论给了我们一个全新的时空观 , 认为时空也属于物质范畴 , 而我们通常所说的物质都在时空中运动 , 都被时空给“兜住”了 , 时空堪称世界上最“坚硬”的物质 。
那么 , 宇宙中无数星球真的漂浮在太空中吗?不是坠落?
感觉告诉我们 , 天空中的所有星星都漂浮在天空中 , 好像它们不为地球引力所动 。 事实上 , 地球太渺小了 , 引力微不足道 。 宇宙中有更强大的引力在拉拽着它们朝着引力源飞奔 , 只不过任何天体都有一个初速度 , 所以会围绕着引力源做类似圆周运动 。
拿我们的太阳举例子 , 地球围绕着太阳运动 , 而太阳携带着八大行星也在一路狂奔 , 围绕着银河系中心的超大质量黑洞运动 。
我们都知道 , 卫星围绕行星运动 , 行星围绕恒星 , 恒星围绕星系核心运动 。 说白了 , 月亮不断坠向地球 , 地球坠向太阳 , 太阳坠向银河系核心 , 那么银河系又会坠向哪里呢?
如果按照传统思维方式 , 这个问题会无穷无尽并最终坠向死胡同 。 不过如果以爱因斯坦的时空观来思考这个问题 , 就显得简单多了:时空告诉物质如何运动 , 物质告诉时空如何弯曲 。
说白了 , 在相对论的时空观里 , 没有所谓的引力 , 有的只是时空 。 时空包裹着其中的一切物质 , 包括星球本身 , 都在时空中运动 。
任何物质都会对时空造成影响 , 不过只有大质量的天体对时空的影响才比较明显 。 大质量天体能挤压 , 扭曲 , 甚至撕裂时空 。 举个通俗的例子 , 时空就像弹性布料 , 物质就像布料上的铁球 , 铁球会压缩时空(当然 , 这种比喻并不严谨 , 只是更容易让我们理解的通俗解读) 。
天体的质量越大 , 对时空造成的影响越明显 。 日常生活中 , 我们根本不可能感受到这种影响 , 哪怕是地球对时空的影响也是微乎其微的 。
时空为何能承受物质的压缩和拉伸呢?它到底有多坚硬?
科学家给出这样的比喻来理解时空的硬度 。 假设橡胶垫的硬度是1的话 , 钢铁的硬度大约是10的11次方 , 时空的硬度是多少呢?
10的43次方!简直就是天文数字 , 我们很难想象到时空的硬度到底有多强(说点题外话 , 10的43次方刚好是另一个数的倒数:普朗克时间 , 是巧合还是必然呢?)!
按照传统思维 , 我们很难理解“时空也有硬度”这种观点 , 那是因为“时空是空的”这种观点在我们心里面太根深蒂固了 。
时空硬度如此高 , 有时空兜不住了物体(质量)吗?
确实有 , 这种物体就是黑洞 , 也是时空位移“兜不住”的物体 。 黑洞不同于一般天体 , 它非常奇特 , 就在于黑洞的奇点 , 我们无法从物理法则去讨论的奇点 。
巨大的质量把黑洞压缩成一个无限小的点 , 奇点 。 黑洞能无限拉伸周围的时空 。 那么问题来了 , 奇点最终能通向哪里呢?
【很多人的疑问:星球为何能漂浮在太空中?】没有任何人知道 , 我们只能去猜测 , 可能是另一个时空 , 另一个宇宙!说白了 , 黑洞的奇点已经不属于我们所在的时空 , 所以不遵循我们世界的大自然法则 。
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