从牛顿的万有引力到爱因斯坦的时空弯曲,逐步接近引力的本质!

宇宙时空 2024-10-09 15:00:50

对于万有引力,我们或许早已耳熟能详。众人皆知,有质量之物彼此相吸,此乃引力之核心观念。然而,若仅限于此,对于引力的理解仍显浅薄。

牛顿成就斐然之际,曾有言:“若我所见更远,皆因我立于巨人之肩。”诚如斯言,牛顿之前,众先贤已对万物之运动规律有所探索。

不论是在古代东方或西方,皆有类似“天圆地方”之自然观念。当时人们普遍认为,浩渺星空围绕地心旋转,五彩斑斓的星辰乃神明为凡人装点夜空。

哥白尼之出现,让地心说遭遇前所未有之挑战。哥白尼发现,若所有天体围绕地球旋转,其运动路径将异常复杂。然而,若星球围绕太阳旋转,则显得简单许多。

秉承“非必要,勿增实体”之哲学原则,哥白尼提出日心说。其声名显赫,只因其挑战了神之权威,最终被处以火刑。

哥白尼之后,继任者为布鲁诺,其思想比哥白尼更激进。他不仅赞同日心说,且提出超前之宇宙无限理论,认为宇宙无边无际,太阳仅为众多恒星之一,宇宙间充满无数“太阳”,而地球与人类在宇宙中不过是微小存在。罗马教廷对其“荒谬”之言论大为愤怒,对布鲁诺施以严刑,逼迫其忏悔。终而,布鲁诺如其前人般,不屈不挠,最后被处以火刑。

与布鲁诺同时代者,有占星师第谷,其夜观天象,致力于研究天体之运动,累积大量数据。第谷虽认同天上行星绕太阳旋转,却非哥白尼之追随者,他认为即便行星绕日旋转,太阳亦携众星体绕地球旋转,地球始终居于中心。或许因哥白尼之先例,第谷不得不依附地心说。值得一提的是,第谷之理论传至明朝后,甚至一度被接纳。

第谷之助手、弟子开普勒继承其研究,提出三大定律。

他发现第一定律:所有行星绕太阳之轨迹为椭圆形,太阳位于椭圆之一焦点。

第二定律:行星接近太阳时运动速度加快,远离时则减慢,且单位时间内行星扫过太阳之面积相等。

第三定律:任何两行星之周期T平方与其各自轨道半长轴a立方成正比,常数k=a³/T²。

此乃牛顿前,西方对天体研究之简史。回到地面,伽利略注意到一重要规律:若物体不受外力干扰,则保持初始状态。静者恒静,动者恒动。此为惯性定律之雏形,但伽利略未知其缘由。

此刻,压轴人物登场。牛顿结合开普勒之三大定律与伽利略对惯性之思考,提出震惊世人之万有引力定律。

牛顿疑问:为何地球不在宇宙中作匀速直线运动?显然其未受外力影响,地球绕太阳旋转,必有外力作用。当牛顿目睹苹果落地,顿悟万有引力后,方知太阳亦对地球施加引力。

地球吸引苹果,引力作用下苹果落地。太阳亦对地球施加引力,为何地球不落向太阳?牛顿认为,地球本会落向太阳,但地球有初始速度,在引力作用下偏离原方向,如同平抛运动,因地球初速较大,未能落至太阳表面,从而绕太阳旋转。

结合开普勒定律,牛顿认为两物体距离越远,引力越小;若质量越大,引力越大。于是,引力大小与距离平方成反比,与质量乘积成正比。

为使万有引力与牛顿第二定律F=ma相统一,需一引力常数。后卡文迪许通过扭秤实验精确测量出引力常数G,万有引力公式因此完善。凭借G,人类首次计算出地球质量。

牛顿提出万有引力后,陷入更深问题:引力何以推动?牛顿认为是上帝之手。另一问题亦困扰牛顿,此问题为相对论埋下伏笔。牛顿疑问:宇宙间两星球引力如何传递?生活经验中,移动物体需接触,非凭空移物。手为力之媒介;吹灭蜡烛,乃因气流之力;水面小球,因水之力而动。力之传递需借助物质。

而在宇宙间,星球相隔甚远,彼此间引力如何传递?真空无法传递力,引力作用非超距作用,何者为媒介?牛顿借用亚里士多德之以太概念,认为以太为引力之媒介。牛顿认为:以太这种“物质”使引力传递得以实现。

以太概念曾使后物理学家费尽心力,进行了长达百年之实验,终未找到以太存在证据。迈克耳逊-莫雷实验直接否定以太存在,牛顿万有引力沦为“超距作用”,令物理学界难以接受。牛顿力学在微观领域随着量子力学发展渐失优势。

直至1915年,爱因斯坦提出时空弯曲理论,彻底解决引力媒介问题。在该理论中,引力本身为表象,本质为时空之弯曲。太阳巨大质量造成周围时空异常弯曲,地球在弯曲时空中运动,不得不沿弯曲路径前行。地球如车辆,时空似道路,道路弯曲,车辆轨迹自不例外。故地球似绕太阳旋转,仿佛受一无形之力拉扯。

现今,尽管我们仍沿用牛顿力学,但已将其自神坛拉下,在微观与高速领域中摒弃。当然,在低速、宏观领域,牛顿力学仍发挥重要作用。

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评论列表
  • 2024-11-23 12:50

    ❌波与场❌都是数学当物理,捉影弄鬼的把戏::波只是一种粒子宏观时空分布不均匀,水波/声波/沙丘波,都是物质运动罢了。🍎波粒二象性?以干涉衍射现象否定光是粒子,又去解释粒子干涉衍射,不是骗术笑话是什么?更荒唐在于二象性祸害了认知自然的核心根基//同与不同的确定性。 🍎场是数学虚幻::由源完全确定,不可观测(源力不是场力,源能量不是场能量),物质的场到处飞吗?飞的方向如何确定?……地球场给你引力,你给地球场引力?也是笑话!!场的速度是光速,地球速度显然不同,地球场跑了吗??~~~场与波都是捕风捉影的把戏,意义极小,破坏巨大。………伟大的赫兹证明电磁波的实验,激励源都是电火花,感应接受也是电火花,显然是光子动能传播与光电效应,用了电磁波来解释而已。电磁波理论(1865尚未发现电子)只是基于宏观电磁观测的数学方法,牛顿的物质相互作用相对运动才是宏观微观现象的唯一根本!!带电是物质本质属性,不需要也不可能由变化磁场产生,磁力对电磁粒子做功影响了正负电荷分布而已。❌水波声波永远不可能象光子一样真空直线传播。两朵乌云包括光电效应当然都是电磁理论的谬误,骗子借机祸害经典力学体系何其疯狂?

  • 2024-10-20 23:02

    ⭕️时光倒流是数学当物理的骗术!都是毫无意义的思想实验。8分钟前的太阳光,几十亿年前的遥远星光,地层中几万年前的琥珀苍蝇,以及所谓的超光速观测,。。。只是影响一些意识信息,用光(超音速)观测雷电(来的快),用声音观测雷电(有滞后),都不能改变雷电本身。木啥实质影响。都是为了欺骗。钟摆移动到月球表面变慢了,时间定义还是没变,谁的时光倒流了???❌号称修正GPS原子钟的大笑话: 狭义相对论让星钟变慢,再来个广义相对论让星钟变快,你说这钟倒不倒霉?关键是反复修正还是不行(误差90%)!参见论文“部分相对论效应对北斗原子钟性能影响分析” ⭕️ 时间是观测经验(次数-先后)抽象理想化概念,如同长度、质量、圆pi数字文字等形而上学概念定义,不猜测任何真实,用于表达真实。观测同一对象100个结果,如何识别它们,时间!!时间是意识记忆序列的标识符,没有记忆就无法观测时间和运动变化。意识记忆有绝对顺序就是绝对时间,观测时刻就是现在,时间流动的感觉就是意识记忆在发生。——绝对时空清清楚楚无法改变,相对时空是数学虚幻,只能是近似。宇宙时时处处可放羊???当然是鬼把戏。

  • 2024-11-23 12:50

    ⭕️科学追求确定性(真理/知道)是生存的必须,有现象复杂性。自然绝对诚实/决定论/宿命论,但意识作用于人体(物质)对宿命有广泛扰动。追求确定性(求万变中不变的真理/本质,物质不灭,能量守恒,1+1=2等)。观测有不确定性需要提高观测精度,解释自然“不确定性”“对称或然性”想干啥?❌为不知道找原因吗??没有确定性(不知道)如何利用自然??花瓣飘零不是动量不确定,是大量动量作用观测不足的观测不确定性。空间连续可入,位置和速度的精度没有任何极限。光粒子电荷质量大小不连续,不是运动不连续。特定粒子观测困难,大量粒子分布有观测不确定,不是粒子运动不确定。❌不确定性原理肯定是骗!同与不同的确定性是科学认知的根本,“波粒二象性”祸害了这个人类认知的核心根基!!绝对真理客观存在,人类诞生前月亮不运动吗?引力有没有?不言自明!……仰望星空信任自然的地心说需要认知进化,能否定绝对真理??地心说依据的不变现象变了吗?没有!号称相对真理是悖论斯坦蔑视自然&欺师灭祖搞骗的伎俩。瞎搞虚幻瞎搞不确定,量子鬼学,好吗?❌科学追求确定性真理是生存智慧,悖论斯坦追求证明站着睡觉更好(统一场)想干啥???

  • 2024-10-20 23:02

    光速不变假说见证了高超的骗术!——— 任何全称命题证伪当然有效,证明/证实当然无效。全称命题光速不变违背相对速度自然公理,已有效证伪!!!任何数学演绎能推理出来全称命题“光速不变”吗???无论多少次实验能证明全称命题“光速不变”吗???任何实验精度能证明“光速不变”吗???必然都是骗。相对光速/光速变化/超越光速当然都是正常现象。 光子穿越太空的引力偏折是光速不变吗??光反射驱动光帆速度不变??相对速度变化导致多普勒效应和红移,是光速不变??光子离开黑洞速度变吗?光子进入黑洞速度也不变吗?掩盖谎言需要更多谎言!………光速常数c不是光速不变,地球引力常数G当前还在努力提高观测精度。

  • 2024-10-20 23:01

    牛顿晚年研究上帝神学,是敬畏信任自然,他希望自然哲学与上帝协调一致。不知道为什么有引力而且确定明天还有???这种人类认知自然的极限困惑(终极因的因不可能知道,成了悖论斯坦利用的搞骗技巧),寄托于上帝是一种有效的共识方法。愚蠢的人居然为此贬低嘲笑牛顿,这些能改变牛顿的崇高和伟大吗?………自然绝对诚实有确定性,但自然宿命/决定论有复杂性::意识可以作用于人体(物质),清清楚楚比比皆是,对自然宿命具有广泛的扰动。而且,万物普遍联系持续发展,宿命的复杂现象有观测困难的不确定性(水往低处流隐藏了万有引力)。修建水坝不能改变自然法则,只是重复了一个已有的自然现象。——信任自然(唯物主义)观测归纳(真实)是人类生存包括科学的唯一根本。………所有自然规律都是对过去自然现象的观测归纳,为什么这些规律在未来还是那样???没人知道。只能信任自然(科学尽头)——唯物主义信念!!!将绝对诚实的自然想象成人格化的上帝或神,是一种有主观心理作用的信仰罢了。

  • 2024-10-20 23:02

    ❌万能骗术无底洞:::—— 无中生有解释稀奇,你能证有吗?永远不可能。你能证无吗?永远不可能(时空无限,号称科技没达到)。解释稀奇号称证明,虽然是(悖论)骗,但你只好被迫证伪/无,进入万能骗术无底洞!!!………鬼把戏总是无法识破的,科学鬼把戏可以持续玩到人类灭绝!!!⭕️真善皆美!!!由真理得食物,善良是分配食物,没有真,善是不可能的。更爱真理是人类的最高智慧和希望。……… 终身搞悖论的爱因斯坦,雅称悖论斯坦,搞的是两头骗,万能骗,诱惑哲学复合骗,终身骗,祸害真理,当然只能是人类公敌!!一些人鼓吹骗子肯定有一种快乐,一种缺德愚蠢的快乐,骗子的温水煮了100多年了,人类社会难道不需要猛醒吗???

  • 2024-11-04 10:06

    悖论斯坦,背叛数学由公理演绎证明特称命题的传统,号称证明全称命题公设公理。以光速不变假说祸害相对速度公理,数学冒充物理,祸害绝对时空,祸害能量质量引力等物理基本概念和认知方法,以二象性祸害自然科学认知的核心根基——同与不同的确定性,以创造假说冒充祸害公设形而上学。后谎言掩盖解释前谎言搞了一辈子,祸害数学,祸害物理,祸害哲学,终身搞骗,祸害极大极深极广,100多年了,还在鼓吹骗子,居然成了一门生意?………一个恶贯灵魂的彻底的人类公敌!!!狗屎都有用,欺骗有啥用?观测归纳认知自然,从来如此,只能如此。迷信蔑视自然欺师灭祖的悖论斯坦,瞎搞科幻假说,人类将无法逃脱第六次地球生物大灭绝。———假说科幻骗子招摇过市,人人都沉默?科学还有希望吗???

  • 2024-10-20 23:02

    证明理论是骗术:::需要证明的真理/理论是骗,号称证明真理/理论也是骗!!!真理理论是无法验证的。作为预测未来的全称命题(全时空),证伪当然有效,证明/证实当然无效。号称证明XX论和万有引力定律,一天证明10000次,有用吗???实验只是证明了具体现象真。号称证明公理,假说冒充公设,肯定都是骗。所有自然规律都是对过去的观测归纳,未来是不变的,这个不可能知道原因,只能信任自然。为自然存在(有无)找原因也都是骗。真理不证自明无法证明,需要验证的理论是骗,号称证明理论也是骗!!!——相对真理也是骗术,真理是客观存在的绝对真理,人类诞生之前没有人类的观测,月亮不运动吗???引力有没有???都是显而易见!仰望星空信任自然的地心说需要认知进化,能否定绝对真理吗???地心说依据的现象变了吗?没有!号称相对真理是悖论斯坦蔑视自然欺师灭祖搞骗的伎俩。

  • 2024-11-23 12:51

    ⭕️⭕️不是空间弯曲是道德弯曲。——— 引力本质是空间弯曲? 空间弯曲影响轨道还是影响受力?空间弯曲导致空间移动,空间跑掉了?如何观测?弯曲空间如何对质量有力作用?平直空间不认识质量??空间如何知道材料密度差异??骗子改变导弹和汽车的轨道方向是用力还是用空间弯曲?空间弯曲能弯住升空气球吗?活见鬼!体积太大会被空间卡死吗???水星椭圆进动轨道弯的套路不一样?👻两个质点靠在一起,质量引力的作用力和反作用力,空间往哪个方向弯呢?骗子知道吗?………人人可知空间静止可入,对物体没有力作用,没有空间弯曲是道德弯曲!!………质量随相对速度变化很有趣!相对速度无穷多,哪有高速低速之分?静质量是相对哪个速度参考系呢?各个方向相对速度不一样,难道各个方向质量不同吗?相对速度到处都是,明天还是。有原因和本质吗???………苏格拉底说,真理是唯一的,因果关系无穷多/不确定。❌不要搞道德弯曲,绝对空间的非惯性系变化才是真正的航天问题。

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简介:热衷于宇宙时空的探索