怎麼理解萬有引力的本質是空間的彎曲?

時間 2021-05-12 04:52:58

1樓:神魔協奏

時間、空間的一些對稱性導致了三大守恆律,如果破壞這些對稱性,那麼由於萬有引力導致的力學量不守恆,就完全可以看成守恆律的缺失。

2樓:Yue Liao

把膜壓彎是個形象的說法。

這裡就拿牛頓萬有引力來說吧:

F=GMm/R^2

其中G是引力常數,M、m是兩個物體的質量,R是距離。根據牛頓第二定律,對質量m的物體,有

F=ma

於是,就有

a=GM/R^2

解釋一下:對於處在物體M引力場的任一物體,其受引力影響產生的加速度和自身質量無關。

拓展些,就是說,質點受到的引力加速度和質點屬性無關。這就是所謂的引力場的「幾何屬性」。

廣義相對論的理論前提恰恰就是這一點,一般用「等效原理」描述,就是說引力場和加速度場的等效性。

分隔線時空彎曲的概念,其實涉及非歐幾何。我沒法說太清楚,姑妄聽之。

狹義相對論裡有個概念,就是能量和資訊的傳輸速率的極限是真空中的光速。

歐式幾何裡有個公理:兩點之間線段最短。轉個彎,就是光走直線(光路最短)。

引力場裡,好像光不走直線了。這時候打個補丁,由於質量體的存在,時空「彎曲」了,呈非歐幾何結構,真空中的光仍然走四維空間的「直線」,投影成了曲線。

【例】球面可視為乙個二維的非歐幾何面。大圓就是這個面上的直線。而這些直線在歐氏幾何的投影可能就是曲線——請看世界地圖上的經線、國際航班的航路。

本質上來說,這是一種數學描述,比較簡便罷了。你大可以定義乙個絕對的時空,一樣能得到乙個等效的理論,無非是那個絕對的時空沒有觀測意義。狹義相對論中就有這種情況,洛倫茲變換是基於絕對時空(以太論)建立的,愛因斯坦通過光速不變假設得到了同樣的結論,從這個角度說以太版洛倫茲變換和狹義相對論等效,但後者便利的多。

3樓:楊大紅

某空間有引力場物質就跟光子作用使傳播路徑改變,不再是直觀的線路,所以物質相互作用後形狀和運動都會跟原先不同,這叫物質的時空不一樣,其實不能只說時空彎曲就不好理解,還會使人產生錯誤。

4樓:李聖園

引用斯坦福教授的話

阻礙座標平坦展開的是曲率,阻礙你使用加速參考係消除萬有引力的是潮汐力。

因此這句話這句話其實不完全對。如果是勻強引力場,其實空間就不是彎曲的。是質量造成的時空彎曲。我是這麼理解的

5樓:蘇琳

就這麼說吧,萬有引力,給在其中的物體的加速度是一樣的,也就是兩個鐵球同時落地。這樣,被加速的物體的質量就不需要考慮,更簡潔些。物理上,那個更簡潔,更好。

如果解釋成時空彎曲,就無需考慮被加速物體的質量,更簡潔。

6樓:aluea

某種角度上,時空並不是實際存在的。

假定乙個嚴格定義的歐幾里得離散空間,空間點上能量密度的變化方向就是"空間",能量密度的變化頻率就是"時間"。

這樣乙個模型完全可以描述觀察者宇宙的任意狀態。

對於觀察者,能量密度的變化方向往哪都行,變化頻率多快都行。「時空」退化成了約束兩者變化的規則。

衛星繞著地球轉圈是因「時空」發生了彎曲,ok,「時空」怎麼樣都行,反正規則可以隨便寫。

相對觀察者光速移動物體時間靜止,交換觀察者身份現象亦然,所以物體的時間變是沒變?無所謂,反正總有規則可以實現這種效果。

只要找到一種符合現象的規則描述就可以了,廣義相對論就是乙個例子。

遊戲有細則,而宇宙無真理。

7樓:

你可以想象地球擠壓導致空間彎曲,越接近地球表面空間彎曲率越大,而空間本身會由低彎曲率向高彎曲率流動,就帶動空間內的物體一起流動。

8樓:不知道起什麼

看過乙個三維空間的現象,體現在二維空間的比喻。

把二維空間看做是一張密度無限的平面網,平放在你面前。然後在網的某一點放置乙個小球。小球質量越大,網向下陷落的程度越大。

那麼在二維層面,這個小球的中心點,就會不斷拉著二維層面的物體向這個層面陷落。也就是對於二維層面的引力來說,它就是因為以那個點為中心的平面扭曲造成的引力。那麼把這個概念抽象到我們的三維空間呢,因為你無法想象思維空間的現象。

9樓:

前提時間是絕對的。引力和空間是乙個參照系的相對變換問題。同樣是物體從高處因為引力自由落體下墜,在有加速度參照系(假設引力存在),空間是均勻的,速度越接近地面越快,執行單位時間穿過空間越大;在勻速參照系(假設引力不存在),那麼空間就是有梯度的,越接近地面空間「濃度」越大,執行單位時間穿過空間越大。

即空間被地球的質量扭曲了。我們只是因為如此習慣了有引力的參照系,直覺更好理解,然而細想引力才是玄之又玄的東西。

10樓:宇宙之熵

慣性質量是物質在三維空間的本質屬性,引力是四維空間的效應(所以會影響時間程序),引力是物質質量之間通過暗物質作為媒介的相互作用的一種效應,造成它的那個量但並不是只有物質,還有暗物質,如果你主觀強調物質引起的,物質和暗物質之間存在簡單的某種線性關係,它們就近似等價,如果暗物質和物質之間關係更加複雜則它們未必等價

11樓:SieGer

球壓膜的模型,並不是用來解釋時空彎曲的,只是讓你有乙個直觀的感受,來幫助你理解時空彎曲的效果。人,作為三維空間(四維時空)的生物,無法看到三維空間的彎曲和一維時間的彎曲,除非我們進入第四個空間維度,才能看到三維空間的彎曲,進入二維時間才能看到一維時間的彎曲。我們只能使用數學理解四維時空彎曲,所以才有了球壓膜的效果模型。

另外,完整的模型應該將膜塗上色,用顏色的改變來表示時間的彎曲。牢記這一點,此模型不是原理的展示,只是效果的展示。正如電場線是對電場方向的展示,而不是電場原理的展示。

12樓:朱成斌

加速度與星球質量成正比,地球質量大引力加速度大,月球質量小引力加速小。

相同重量的人,站在加速度大的地球上=作用力重力》站在加速小的月球上=作用力重力。

.人站在地球加速度相同中,質量越重=作用力重越大。反之質量越小=作用力重力越小愛

13樓:郭群

彎曲的空間隨想

一.引子

曾經有個時期,小朋友們有很多自創的簡單遊戲可玩。其中之一就是彈珠。彈珠是乙個光滑的玻璃球,用手指彈出,給玻璃球乙個初始速度,玻璃球就會向前運動。

這種遊戲比較誰彈的準,彈的遠。如果在光滑而平坦的玻璃上會因為阻力幾乎為零,可以無限地滾下去,軌跡形成一條平直的射線。在這條軌跡上任選倆點,此倆點之間的線段,有兩個特性:

①他是這兩點之間最短距離;②不需要消耗能量,而從一點勻速運動到另一點。關於①大家心知肚明。關於第②點需要說明的是,如果走這條軌跡外的任何線路,都需要外力改變方向,需要消耗能量。

因此我們可以定義為:兩點之間最短距離的充要條件是,物體可以不需外力作用而從一點勻速運動到另一點。在平面幾何中,最短距離只有乙個。

二.正題

假設地球是乙個表面光滑的,每點到地心的距離均等的標準球體。任取球面一點,我們給彈珠乙個初始速度,彈珠會向前勻速運動,並最終滾回出發點。在彈珠執行的軌跡上,我們任選兩點,這倆點之間,不需要外力,彈珠可以從一點勻速運動到另一點。

如果你不相信這個結論,非要穿過地球內部,建個通道連線這兩點。那麼,我們分析一下,在這條通道中,從一點到另一點是否需要外部力量才能保持勻速運動。眾所周知,離地面越高,引力越小。

可是我們不一定都知道,離地心越近,物體受地球的引力也會有規律地變化,到地心點時,引力為零。知道這個規律後,我們的玻璃球,沿著地球內部通道,從一點執行到另一點時,所受引力不是均勻的,為了保持小球的勻速動動,我們必須通過外力,克服引力的變化。這樣的通道,不符合前面對最短距離的定義。

這種認識,在我們航空通道的選擇中,被廣泛地應用,選擇正確的航道,可以節省航空燃料。物理學家認為,在引力場的作用下,空間是彎曲的。在彎曲的空間中,公理、定理是與平面幾何空間中相異的。

梨曼是彎曲空間理論的集大成者。

三.收穫

我們每個人都生活在社會中,隨著人們的勞動經驗的積累,人們為了更好地生存,結合成了群體。群體的增大,群體內及之間需要規則,規範個體的形為。群體的擴大,力量也越來越大,規則就必須越細,才能形成秩序。

在秩序下,我們個人才能以最小的力,達到最大的效果。社會管理者,就是要建立公開、公平、透明的規則,讓社會上的每個人,都能健康、安定地發展。任何破壞舊秩序,而不能適時建立更健全的新秩序,都會阻礙社會的發展,改革就是隨著實踐的發展,完善或變革規則,目的是保障人民物質和精神生活的需要。

如果乙個社會規則,讓人人都需要996,感覺生存很累,談物件很難,生仔不易,肯定是其中某個規則需要調整,制訂標準,協調大社會、大分工,專業之人幹生業之事,讓經濟社會能發展,個人精神能輕鬆,心情舒暢。你說對嗎?當然,我知道這個需要時間,我們正進時代中前行。

彎曲的空間隨想一.引子曾經有個時期,…

14樓:秦強

圖1是閔可夫斯基空間在沒有重力影響情況的乙個0.5c速度物體一秒時間,在靜止參考係中被觀察到的情況。

圖2是相同條件,但加上重力影響之後的情況。

可以看到,對於靜止參考係的觀察者來說,這個物體的速度更快吧,而且呈現出加速的狀態吧?

而觀察者的閔可夫斯基空間顯然也是彎曲了吧

15樓:小強

大球把膜壓彎這個模型不在於「壓」而在於「彎」。

你可以換乙個角度理解,想象一張有一圈一圈同心網線的漁網,當漁網的中心有乙個大球的時候,這些同心網線會被抽緊,效果是累加的,越外圈的被抽緊得越多。從相對的角度來說,也可以說中心的網線被抻長了。

這個模型是二維彎曲的,與重力是無關的,用來模擬四維彎曲,那個很難想象。

16樓:野生年華

我們做個簡單的思維實驗便可。

我們假設,兩個質點,分別沿著兩條平行線開始推出去,問題來了,這兩個東西會在什麼地方相交呢?

如果這兩條平行線距離處處相同,我們就可以產生乙個推導,兩個質點永遠都不會相交。

這個空間叫做平直空間。

彎曲的空間指的是什麼呢?兩個物體沿著平行線移動,必然相交,這叫做彎曲的空間。

在相對論中,相對論認為:彎曲的空間的程度受到物體的質量支配。

接著,我們將兩個質點分別想象為地球和蘋果,同樣將蘋果和地球推出去,那麼,蘋果沿著平行線移動的軌跡,在地球看來,就會豎直掉在地球上。

所以,在乙個彎曲的時空中,所有平行線的結局都是相交的,這是導致蘋果沿著平行線移動,接著產生偏轉的根本原因。

萬有引力的本質是什麼?

李澄宇 你的四個問題,必須從最後乙個開始回答。1,最核心原理,必須是原生不變原理。有了這個原理,就可以解釋一切宇宙奧秘。原生不變原理,指的是構成宇宙的原材料及其屬性原生不變。具體內容在本人以往的答覆中有所透露。2,與質量成正比,與距離平方成反比的萬有引力大小,與二個相互作用物體質量的積成正比。所以地...

如何理解萬有引力公式?

劉順強一一用事實說話 萬有引力不堪一擊 萬有引力定律 公式 即 任何兩個物體都是相互吸引的,引力的大小跟兩個物體的質量的乘積成正比,跟它們的距離的平方成反比 牛頓用謊言與欺騙編織的自欺欺人的萬有引力,不堪一擊。其一,牛頓發現萬有引力的理論基礎不堪一擊。牛頓認為熟透的蘋果受重力的作用而落地,如果蘋果樹...

萬有引力公式是怎麼推導的?

已登出 克卜勒定律,行星軌道是橢圓。半長軸的三次方比週期的二次方是定值。中學階段視橢圓為圓 則上述公式為 行星軌道是圓,半徑的三次方與週期的二次方的比值是定值,設定值為K。然後就變成勻圓模型。引力 向心力質量乘角速度的平方乘半徑 角速度等於二 除以週期 代入 引力 向心力等於四 的平方乘質量乘半徑除...