有人说“引力导致时空弯曲”,两者之间到底是什么关系?


有人说“引力导致时空弯曲”,两者之间到底是什么关系?


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有人说“引力导致时空弯曲”,两者之间到底是什么关系?


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牛顿提出了万有引力定律 , 但并没有解释引力到底是如何产生的 。
而爱因斯坦的广义相对论诠释了引力的本质:引力的本质是时空弯曲 。 可以看出 , 引力并不会导致时空弯曲 , 恰恰是时空弯曲表现出了引力 , 引力只是时空弯曲的几何效应而已 。
任何有质量的物体都会导致时空弯曲 , 不过只有大质量天体造成的弯曲比较明显 。 大质量天体周围的小质量物体会感应到时空弯曲 , 自然地沿着弯曲的时空做“测地线”运动(也就是时空中的最短距离) 。

可以看出 , 按照广义相对论的诠释 , 所谓的引力其实是不存在的 , 引力只是时空弯曲的表象而已 。
而牛顿的万有引力定律是以绝对时空观为基础的 , 也就是平直的时空 。 事实上时空是弯曲的 , 只不过即便是地球这样质量的天体 , 对时空的弯曲程度也非常有限 , 可以忽略不计 , 所以牛顿的万有引力定律在我们地球上仍旧适用 , 而且万有引力定律非常简单 , 更方便计算 。 相对来讲 , 广义相对论虽然更精确 , 但是很复杂 。

说白了 , 万有引力定律可以看做是广义相对论的一个特例 , 在近似平直时空的特例 。
除了广义相对论 , 标准粒子模型也试图从微观世界诠释引力的本质 , 两者并不矛盾 。 标准模型强调了引力子的存在 , 如果找到引力子 , 将会统一自然界四种基本作用力 , 可惜的是直到今天科学家仍旧没能找到引力子 。
目前对引力本质最成功的诠释还是爱因斯坦的广义相对论 , 终结就是:时空告诉物质如何运动 , 物质告诉时空如何弯曲 。
不过网络上对“弯曲”的理解和描述并不严谨 , 很多描述用类似弹性布料或者弹簧床来比喻时空完全 , 其实并不严谨 , 只是为了让大家理解弯曲的定义而已 。

【有人说“引力导致时空弯曲”,两者之间到底是什么关系?】因为在宇宙太空中没有所谓的上下概念 , “向下弯曲”是没有意义的 。 弯曲的方向应该是朝着物体的质心 。 而由于物体都是一直在运动中 , 所以在运动的过程中也会拉拽周围的时空 , 就像下图那样:

所以 , 引力并不会导致时空完全 , 而是时空弯曲表现出了引力 。 同时 , 时空也不可能脱离物质单独存在 , 物质也离不开时空 。 时空和物质必须同时存在 , 事实上时空也可以看做是物质的一种 , 这又是另一个话题了 , 这里就不讨论了!

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