重力是一种什么力,重力是怎么产生

首页 > 经验 > 作者:YD1662024-02-17 15:01:02

图解:在600千米的距离上观看十倍太阳质量的黑洞(模拟图),背景为银河系

在大多数情况下,科学家仍然像牛顿那样,将引力看作一种力。甚至宇航员也倾向于用牛顿力学思考重力。1968年12月,当阿波罗八号宇宙飞船从月球返航时,宇航员比尔·安德斯打趣道:“我认为艾萨克·牛顿现在是主要的驾驶员。”

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图解:在室女A星系中心的黑洞,此为人类首次观测并得到确认的黑洞影像

重力的未来

尽管爱因斯坦的理论在帮助物理学家解决天体物理学和宇宙学的诸多问题上取得了成功,但它可能并不是引力的最终定论。这是因为还没有人想出如何将广义相对论与另一个伟大的物理学理论——描述亚原子领域内部运作的量子力学——调和起来。“问题是广义相对论不适合量子力学,”帕内克说。“重力是四种力中唯一没有量子解释的。”

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图解:爱因斯坦解释广义相对论的手稿扉页

物理学家希望有一天一个更完备的理论能将广义相对论和量子力学结合起来。如果这件事发生了,我们将能再次以一种新的视觉看待引力。

相关资料延伸阅读

广义相对论是现代物理中基于相对性原理利用几何语言描述的引力理论。该理论由阿尔伯特·爱因斯坦等人自1907年开始发展,最终在1915年基本完成。广义相对论将经典的牛顿万有引力定律与狭义相对论加以推广。在广义相对论中,引力被描述为时空的一种几何属性(曲率),而时空的曲率则通过爱因斯坦场方程和处于其中的物质及辐射的能量与动量联系在一起。

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图解:行星绕恒星作公转的经典力学轨道(红)和广义相对论轨道(蓝)比较

从广义相对论得到的部分预言和经典物理中的对应预言非常不同,尤其是有关时间流易、空间几何、自由落体的运动以及光的传播等问题,例如引力场内的时间膨胀、光的引力红移和引力时间延迟效应。广义相对论的预言至今为止已经通过了所有观测和实验的验证——广义相对论虽然并非当今描述引力的唯一理论,但却是能够与实验数据相符合的最简洁的理论。不过仍然有一些问题至今未能解决。最为基础的即是广义相对论和量子物理的定律应如何统一以形成完备并且自洽的量子引力理论。

参考资料

1.Wikipedia百科全书

2.天文学名词

3. nbcnews- Dan Falk- YY

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