爱因斯坦:万有引力并不存在,他到底想表达什么?

宇宙时空探索 2025-03-17 15:13:12

牛顿的万有引力定律曾长期统治着人们对引力的认知,而爱因斯坦的广义相对论则为我们开启了一扇全新的理解引力本质的大门。

那么,为何有人会认为爱因斯坦觉得万有引力不存在呢?实际上,这是一种误解,爱因斯坦只是对万有引力的根源进行了追根溯源,通过场方程更为精妙地阐释了引力的本质,同时从动态的角度修正了牛顿经典力学中的一些误差,让人类对世界的认识更加接近真实。

牛顿的万有引力定律以简洁而有力的公式F=GMm/r²呈现。

这一定律表明,万有引力F的大小与引力常量G以及相互作用的两个物体M和m的质量乘积成正比,与两物体质心之间距离r的平方成反比。即便在今天,这个定律依然具有强大的生命力,被广泛应用于众多科学研究和实践活动中。例如,三个宇宙速度就是依据引力定律推导换算出来的。正是基于这三个速度,人类才得以成功发射人造天体,摆脱地球引力的束缚,向着浩瀚的太空进发。

然而,牛顿的万有引力定律虽然清晰地揭示了世界上普遍存在的引力现象,并总结出了引力的规律,但它却未能解释引力产生的根源,仅仅停留在 “知其然,不知其所以然” 的层面。爱因斯坦的广义相对论则在这一基础上向前迈出了关键的一步,它认为质量才是引力的真正根源,引力的产生是由于质量对周边时空的扭曲。

为了更好地理解这一概念,我们可以想象一块石头投入水中,或者一条鱼在水中游动的情景。在这些情况下,水会产生涟漪或漩涡,进而影响周围的物质。

同样地,任何物体,无论其大小,都会对时空产生扰动。这种扰动表现为时空漩涡或时空陷阱,处于这个范围内的物体的运动就会受到影响,出现相互 “掉进” 对方 “陷阱” 的现象,而我们所看到的物体之间的相互吸引,就是引力的表现。

一般来说,小质量物体产生的引力非常微弱,很难被观测和测量到;而大质量天体的引力则十分强大,质量越大的天体,其引发的时空旋涡就越大、越剧烈,当小物体经过时,就会被卷入这个旋涡,看起来就像是被大天体吸引过去了。而且,大质量天体的引力漩涡所导致的时空弯曲,甚至能够影响光线的传播。比如,远方恒星的光线在经过太阳附近时,也会发生弯曲。

爱因斯坦的这一预言在广义相对论发表后不久就得到了科学界的证实。

1919 年,英国皇家科学院派遣了以著名天文学家爱丁顿为首的两支远征队,分别前往西非的普林西比和亚马逊森林这两个日全食的最佳观测地点。之所以选择在日全食时进行观测,是因为平时太阳光线过于强烈,根本无法验证星光经过太阳边缘时产生的细微偏差。而在日全食时,太阳被月球完全遮挡,才有可能观测到这种现象。

爱因斯坦预言,星光经过太阳边缘时会产生1.74角秒的偏差。最终,爱丁顿带领的远征队在日全食的最佳时刻,成功观测并证实了爱因斯坦的预言。当爱丁顿通过电报将这个消息告知爱因斯坦时,爱因斯坦诙谐地回应道:“我一点也不惊讶,因为如果测到的不是这样,对上帝来说就太遗憾了。” 这不仅展现了爱因斯坦作为科学大师的自信,也让广义相对论从此声名远扬,成为现代物理学最基础、最前沿的理论之一。

根据广义相对论场论的推导,还产生了许多其他重要的预言,如黑洞、引力波、时间膨胀、引力透镜等等。随着时间的推移,这些预言一个个被证实,并且被广泛应用于航天探测和日常生活中,极大地推动了人类科技文明的进步,使其上升到了一个全新的层次。

那么,爱因斯坦的时空弯曲理论对牛顿的万有引力定律有哪些修正意义呢?

牛顿的万有引力定律是在静态宇宙观的指导下得出的,体现了一种绝对时空观。在低速系统中,这些理论是适用的,但一旦进入高速系统,就会出现误差,甚至可能导致结果相差甚远。爱因斯坦的场论指出,引力会导致时空弯曲,空间发生变形的同时,时间也会随之发生变化,这意味着时空在不同的坐标系中是相对的,而非绝对的。

此外,爱因斯坦在狭义相对论中就已经阐述了高速系统中的时间膨胀效应,即速度越快,时间流逝越慢;在重力系统中,重力越大,时间流逝同样越慢。

速度时间膨胀效应和重力时间膨胀效应在我们进行观测和运动时是必须要考虑的因素,否则我们的观测和宇宙航行就无法达到精准的效果。例如,在现代卫星发射、探测器运行以及宇宙航行中,都必须进行时空的相对论修正。如果不进行这样的修正,就会导致导航不准确,通讯无法正常进行,探测器和飞船也无法到达预定的目的地。

时间膨胀效应遵循着特定的公式。狭义相对论中速度时间膨胀的计算公式为t‘=t/√[1-(v/c)²],其中t‘表示速度时间膨胀效应值,t是低速系观测者记录的第一个时钟时间,v是第二个时钟相对于第一个时钟的移动速度,c为光速。广义相对论中引力时间膨胀的计算公式为t‘=tx√(1-2GM/rc²),其中t’是引力时间膨胀效应值,t是低引力惯性系观测者的时间流逝值,G为引力常数(取值6.67x10^-11N·m²/kg²),M为天体质量,r为天体半径,c为光速。

GPS 导航系统就是一个典型的应用例子。

导航卫星在距离地表2万多公里的高空运行,时速达到1.4万公里。从重力角度来看,卫星所处位置的重力比地球表面小,因此卫星上的时间每天比地表流逝要快45微秒;而由于卫星以这样的速度运行,根据狭义相对论的速度时间膨胀效应,时间每天又会流逝慢7微秒。

综合起来,卫星上的时间每天要比地表快38微秒。虽然38微秒对于我们的日常生活来说几乎可以忽略不计,但对于要求极高精度的导航系统而言,如果不按照相对论进行调整,每天就会积累大约10公里的定位误差,这样的导航系统将无法正常使用。因此,对于卫星上的原子钟,需要在震动频率上进行精确调整,以确保天地时间的精准一致,从而实现精准的定位和导航。

综上所述,爱因斯坦的相对论并非否定了万有引力,更不是认为万有引力不存在,而是通过更深入的研究和思考,让我们对引力的本质以及世界的规律有了更加精准的认识。它是人类科学史上的一座丰碑,为我们理解宇宙的奥秘提供了更为深刻和准确的理论基础。

2 阅读:122
评论列表
  • 2025-04-11 11:47

    牛顿研究上帝神学,是敬畏信任自然,希望自然哲学与上帝协调一致。牛顿归纳万有引力是只能如此理解(公设),不知道为何有引力且未来不变?这种人类认知自然的极限困惑,成了悖论斯坦的搞骗技巧。……古希腊哲学“真理是不变的现象/规律”。水流现象千变万化是真实/不是真理。水往低处流,指南针,能量守恒,1+1=2,绝对时空,相对速度,…都是不变的现象/规律/知道/确定性,是决定论。物质相互作用关系无穷多,知识不可能完备/现象观测必有不确定;自由意志/意识可作用于人体(物质),扰动决定论,但修水坝不能改变水往低处流自然法则。🍎信任自然/唯物主义,观测确定树上苹果数量/真实,观测归纳发现不变现象/规律/知识/确定性(如指南针),然后由不变现象/规律演绎预测未来//指南针确定方向,从来如此只能如此。唯心主义/假说猜测后脑勺没有确定性。——自然规律都是过去的观测归纳,为什么未来不变?不可能知道原因(科学尽头),不知为不知!❌信任自然/唯物主义信念(观测归纳水往低处流)有确定性,假说诠释现象当真理是骗是祸害!!将绝对诚实的自然想象成上帝或神,是一种敬畏自然的信仰。

  • 2025-04-11 11:47

    ⭕️⭕️天不生牛顿万古如长夜………一个有缺点的人,牛顿,站在自然哲学的巅峰,伟大的辩证归纳法。其后的哲学家都在山脚下爬,很多爬行的方向都是错的。莱布尼兹说,人类数学的一半工作是牛顿完成的。而且,牛顿让数学插上了翅膀得以进入物理现象演绎的宏伟殿堂。牛顿建立了(万物普遍)自然科学的大厦,其它人只是搞搞门窗,还有不少假说/证明的坏人总是趾高气扬地挖科学大厦的墙脚。

  • 2025-04-11 11:47

    悖论斯坦五大骗术V3: ——1.蔑视自然搞反公理假说。绝对速度,相对时空,无源场,,, ——2. 数学冒充物理,假说演绎方程,搞虚幻数学“物理”概念。数学相对时空、数学质量、数学能量。相对速度无穷多,有高低速之分吗?光是绝对速度钉子户?力与质量有宏观微观两套规则?数学冒充物理追不上芝诺乌龟,笑死人。 ——3. 以稀奇不确定性精度和认知进化攻击确定性万有引力绝对真理。不变现象1+1=2是自然本质绝对真理,需要修正吗?宏观电磁理论描述微观粒子电磁行为当然不行,两朵乌云和光电效应矛盾都证伪了电磁理论,骗子却借机祸害伽利略变换! ——4. 指鹿为马,指马为鹿,搞二象性,以干涉衍射否定光是粒子,又去解释粒子/电子干涉衍射,祸害认知自然的确定性根基。 ——5. 无中生有的假说(鬼)解释稀奇谎称证明全称命题,且无耻于悖论,诱骗别人证明没有鬼,搞万能骗术!!………水星进动证明的大笑话:(A).号称证明全称假说是欺骗。 (B).忽视了水星电磁力等影响因素(1974地外水星探测),居然弄出高精度?活见鬼还是见活鬼?(科学思想与批判精神缺一不可,批判异常艰难也不应包容悖论欺骗!)

  • 2025-04-11 11:48

    古希腊哲学 —— 真理是不变的现象/规律。水流现象千变万化是真实/不是真理。水往低处流,指南针,物质不灭,能量守恒,电荷守恒,1+1=2,绝对时空,相对速度,……都是不变的规律/真理/知道/确定性。真理来之不易,却都是简单的,也是不证自明的(不变现象)无法证明的(全称命题),可证伪/乐于辩证批判。号称人人不知的空间弯曲是真理,胡编人人可知的时间是虚幻!是缺德笑话。科学/哲学追求确定性(知道)是生存的必须,❌鼓吹不确定(不知道)是鬼迷心窍丧心病狂。不变现象(规律)是观测归纳不是假说证明不是解释稀奇。❌号称“相对真理”是骗术。时间不变且空间不变的现象规律是绝对真理,比如,1+1=2,相对速度,万有引力定律等等。仰望星空敬畏自然的地心说进化了,地心说依据的不变现象变了吗?当然没有。绝对诚实/绝对真理是自然的本质,是人类生存的依靠。———不变现象/规律/知道只有一个,只能依靠观测归纳,任何假说解释都是骗术,10000年假说猜测后脑勺都没用。

  • 2025-03-18 09:39

    伪科学又跑来扭曲来了

  • 2025-04-14 15:46

    引力场的广义相对论修正除了更准确外,还揭示了引力的另一个本质属性:即引力是长程力但不是瞬间力,引力的传播需要时间。引力的变化会带来引力波,光速传播。实际上,证实了黑洞/引力波,引力透镜,已经足以说明引力不是牛顿的引力,是爱因斯坦的引力。更不要说解释水星近日点的进动了。

    NiGONiGO 回复:
    不是瞬间力,表明确实是时空扭曲表现出引力。不是两个天体一摆在那里,它们之间就有引力了,而是时空扭曲,光速传播到对方,对方才感觉到引力。

宇宙时空探索

简介:用通俗的语言诠释科学