疑问:关于相对论对万有引力的解释

2024-12-14 17:14:00
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回答1:

你说的对,那个弯曲橡皮膜的比喻确实会引起不必要的误解。还是爱因斯坦本人给出的关于弯曲空间的比喻更恰当一些——他把质量和空间比喻成一个热水壶和一个壶放其上的石桌,质量越大对应着热水壶越热,那石桌受热膨胀的也就越厉害,并且越远离热水壶的石桌表面膨胀变形的越小,石桌的受热膨胀就对应着时空的弯曲。
比喻总与被比喻的东西有或多或少的差别。在弯曲橡皮膜的比喻中强调的重点是要向人展示二维空间是如何弯曲的,仅此而已。四维时空的弯曲是常人难以想象的,但二维空间的弯曲却是每个人都能直观了解的。在这个比喻中,引起二维膜弯曲的是球的重量,这与该比喻要比喻的引力混在了一起,就让你觉得可笑了,我也觉得这是这个比喻的败笔之处!其实可以用手的拉力的大小来比喻质量的大小,从而用手的拉力使二维膜变形来比喻质量(严格来说是质能应力张量)使四维时空弯曲变形(时空曲率张量),这样可避免比喻和被比喻的混淆。
真正要理解广义相对论光靠比喻是远远不够的,关键是要学会相关的数学知识(张量分析与黎曼几何等),因为描述物理的标准语言是数学,不使用数学,根本不可能真正理解物理。

回答2:

在粒子物理学中则称引力相互作用和强力、弱力 、电磁力合称4种基本相互作用。引力是其中最弱的一种,两个质子间的万有引力只有它们间的电磁力的1/1035 ,质子受地球的引力也只有它在一个不强的电场1000伏/米的电磁力的1/1010。因此研究粒子间的作用或粒子 在电子显微镜和加速器中运动时,都不考虑万有引力的作用 。一般物体之间的引力也是很小的,例如两个直径为 1米的铁球 ,紧靠在一起时 , 引力也只有1.14×10-3牛顿,相当于0.03克的一小滴水的重量 。但地球的质量很大,这两个铁球分别受到4×104牛顿的地球引力 。所以研究物体在地球引力场中的运动时,通常都不考虑周围其他物体的引力。天体如太阳和地球的质量都很大,乘积就更大,巨大的引力就能使庞然大物绕太阳转动。引力就成了支配天体运动的唯一的一种力。恒星的形成,在高温状态下不弥散反而逐渐收缩,最后坍缩为白矮星、中子星和黑洞 , 也都是由于引力的作用,因此引力也是促使天体演化的重要因素。万有引力表现出的是这四种力的合理,你把万有引力的意思曲解了。

回答3:

“地心引力”吸住了!
既然地球以23.5。倾角自转、地心能引力吸住背侧的大洋海水,为何同样的测量口径不能应用在世界最大的湖泊身上?月球距离地球238,000英里,月心引力仅地球的1/6,然而它每天让直径6倍于它的地球出现2次潮汐。
显然,9300万英里远的太阳的引力更大,它让地球与月球各行其位,然而却是月球改变了地球洋面的形态。
据说,所有的行星都在宇宙真空中“坠落”。然而,若根据万有引力行星相互吸引,那么小质量的行星为何不会掉到大质量的行星那里呢?既然处于
“坠落”状态,让月球维持原有的轨道的动因是什么,星体间为何不彼此吸入?
“万有引力定律能让氢气球漂浮起来,却不能让砖块漂浮起来?书被扔到105空中,接着掉在地上,仅仅因为书比空气重,这就是全部的原因。我剪断氢气球的拉绳,它上升到一定的高度,接着停留在那一高度;我吹起羽毛,它飘起来、停留、缓缓落下。砖块被扔到空中接着掉在地上,仅仅因为砖块比空气重,这就是全部的原因。"--@威尔伯.沃利瓦-Wilbur Voliva
月球的赤道直径为2160英里,地球的赤道直径为8000英里,那么使用数学与现代科学定律,地球的体积是月球的87倍。因此,大物体应该吸引小物体,而不是相反。若地球较大的引力使月球保持在旋转轨道上,那么月球引力就不可能取代地球的引力。
如果月球的引力确实压倒了地心引力,使得地球洋面产生潮汐现象,那么没有什么能阻止它继续向前并延伸。科学把这一现象称为“潮汐隆起-tidalbulge",于是形成了一个梨形的地球,之前是扁圆形球体,再之前是正圆球体。天体物理学家们无法确定地球是何种形状…但是,如果在月球上安装一个实时摄像机,我们就能看见了!
日心理论认为地球引力是月球的6倍,月球沿椭圆轨道围绕地球运行,地球的潮汐与月球同步。
据说,卡曼线(Kárman line)位于地面上空的62英里处,这里是大气层与外太空相切的地方。据说,地心引力在此处被大大消减,以至于宇航员们能够太空行走(space walk)。他们说,相当于地球引力1/6的月球引力,每天两次跨越238,000英里来翻腾地球的海洋。
月球引力产生的海洋潮汐现象,在世界的一些地区影响更大,而在另一些地区影响较小。地球以23.5。的地轴倾角、1000英里/时的自转高速,hold住数万亿加仑的海水,地球并未把这些洋水甩到外太空里。这一看不见、未经正实的地心引力,抵消了其高速旋转的离心力。
月球的周转速度与路径是均匀的,故它对海洋潮汐的影响应该也是均匀的。然而世界各地的海洋潮汐,涨落十分不同。我们认为,地心引力把地球上栖居的人类与其他生物固定在这个自转的星球上:然而只要愿意,我们就能通过跳跃而逃避地心引力。
月球引力是如此均匀,以至于我们的海洋潮汐表能提前数周或数月进行预测,预测周期精确到秒。一些地区的潮汐变化有几十英尺误差,但相距很近、甚至仅有1-2英尺。奇怪的是,在所有的湖泊、河流、池塘、溪流中,月球的引力均无法测量。他们给出的原因是,水体规模太小。他们从未告诉我们,
“神奇”月球引力与地球水体的对比,一如伊利湖(Lake Erie)与地球五大洋的对比。
这是NASA对"size matters"的解释,这是所有与空间有关知识的唯一理论来源。注意,他们仅在真空中证明过引力的存在一而我再说一次,地球并非真空。
“事实上,潮汐存在于所有水体中-包括浴缸内的水,只因水体太小而无法测量。即使是北美五大湖之一的苏必利尔湖(Lake Superior),潮汐对其的影响也太微小了,以至被气压的影响轻易抵消。这一现象被称为假潮/湖震(seiche)。五大湖的潮汐表从不存在,也绝少假潮/湖震的新闻预告,因其垂直波动值小于50厘米。反倒是休伦湖(Lakes Huron)和密西根湖(Lakes Michigan)之间的麦基诺海峡(Straits of Mackinac),假潮/湖震最强。”
-@R.曼宁马奎特-R.Manning.Marquette(NASA天体物理学家)
“月球的运行速度和路径是一致的,故其对地球的影响应该是一致的。然而,世界各地的潮汐现象并不统一。纳塔尔港(Port Natal,位于非洲的南非),高潮与低潮差约6英尺;而在纳塔尔港以北600英里远的比拉港(Beira,位于非洲的莫桑比克),高潮与低潮差约26英尺。内陆的湖泊没有潮汐
质疑:
如果万有引力存在,那么引力的本质是什么?
如果把地球打空心是不是引力就消失了?
地球的质量再计算时需要从什么层次开始计算代入引力公式?
为什么金字塔质量这么大没有见到有蚂蚁被吸引在它的侧面不能动弹?
为什么对于力如此敏感的人类没有感觉到任何引力哪怕微弱的作用与存在?

回答4:

不清楚,有个大学物理教授,建议问他:xinyi_chen