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宇宙间的万有引力的本质是什么?引力的作用需要时间传递吗?

时间:2017-08-25 15:52:00  作者:王军礼  来源:悟空问答

宇宙间的万有引力的本质是什么?引力的作用需要时间传递吗?,首先来看第一个问题,万有引力的本质是什么?在粒子物理学中,万有引力被认为是自然界中的四种基本相互作用之一,也是最弱的一种基本相互作用。但根据广义相对论以及现代宇宙学的观

首先来看第一个问题,万有引力的本质是什么?在粒子物理学中,万有引力被认为是自然界中的四种基本相互作用之一,也是最弱的一种基本相互作用。但根据广义相对论以及现代宇宙学的观点,引力实质上是物体质量对时空的几何弯曲效应。打个通俗一点的比方,假如有一张橡胶薄膜,我们将它的四周拉直,在它上面没有放置物体时它是平直的,当我们在它的上表面放置一个小球时,橡胶薄膜的表面就会因为小球的质量而变得凹陷、弯曲,小球就会向薄膜曲面的曲率中心滚落,如果在这个薄膜曲面上再放置一个质量更小的小球,第二个小球也会沿着曲面向凹陷处滚落。小球的质量大,薄膜越弯曲,向曲率中心滚落的加速度也越大。两个物体之间的万有引力就如同这个例子中小球的滚落一样,是由于物体自身质量的存在使得原本平直的空间变得弯曲了。物体的质量越大,对空间的弯曲程度也越大,形成的万有引力也越强。

 
再来看第二个问题,引力的作用需要时间传递吗?回答这个问题,我们要明确引力场的概念,我们还是以上面所举的例子来类比可能会更容易理解,第一个小球压迫薄膜形成弯曲的薄膜表面,这个弯曲的薄膜表面可以和引力场类比,第一个小球形成的弯曲表面就是它的引力场,当二个小球处在这个弯曲表面上时,它就处在了第一个小球的引力范围,即处在第一个小球所形成的引力场中。需要说明的是,如果第一个小球的质量远远大于第二个小球,那么第二个小球所处的引力场与第二个小球自身的质量无关。至于第二个小球受到的引力作用是否需要时间传递,这里要分为两种情况,第一种情况是,第二个小球进入第一个小球所形成的引力场之后,受到的引力作用是不需要时间传递,因为它已经处在了引力场中。第二种情况是,先有第二个小球,然后再有第一个小球形成的引力场,那么第一个小球受到的引力作用是需要时间传递的。它的传递速度实际上就是引力场的建立速度,大小等于真空中的光速。
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