感谢邀请,大家都知道重力产生其实来源与于牛顿的万有引力。根据牛顿这种观点,两个有质量的物体彼此产生一种相互吸引的力,这个力大学与两个物体质量和它们之间距离有关。
那什么是重力呢?初中概念中,重力是由于地球吸引而产生的力。通过是地球附近的物体,它的施力物体是地球知道,它的大小与物体质量成正比。高一同学学过了合力和分力后,知道其实重力是万有引力的一个分力。在地球附近,万有引力有两个效果力(分力),它们是重力和向心力。在赤道附近,由于万有引力和重力、向心力同一个方向,向心力达到最大,此时重力最小。而在两极,由于向心力为零,此是重力就是万有引力,因此重力达到最大值。而在无他位置,重力和万有引力是万有引力的两个垂直方向的分力,所以重力随着维度增大,重力也在增大。
应该说,17世纪后期,牛顿提出了重力理论。这个理论在当时通行无阻,它不但正确地描述了行星和月球的运动,而且对我们身边的所有运动都能很好地描述。经典力学很好解决重力一些基本现象,而且较好解释重力表现一些规律。
但爱因斯坦意识到还有些问题牛顿没有解决,因为牛顿自己曾经承认,虽然他知道如何计算重力的效果,但是他搞不清楚重力究竟是如何起作用的。
太阳距离地球1.5亿千米,在这么大的尺度上,它是怎样影响地球运动的?太阳如何穿越广袤的空间施展它的影响?爱因斯坦把这个问题作为自己探讨的对象,研究重力如何发挥作用。
他发现了什么?他发现传递重力的媒介就是空间本身。这个想法的本质是将空间想象为万物的基质。爱因斯坦说,在没有物质存在的情况下,空间是平坦的;可是一旦有了物质存在,比如说太阳,空间的结构就会扭曲,形成弯道,这便导致了重力的产生。就连地球也在扭曲它周围的空间,让月亮在其轨道上不停地运行。
按照这个想法,太阳、地球和月亮由于自身的存在,在各自所处的空间造成了扭曲,在“碾”出来的“山谷”中运行。太阳的存在产生了一个弯道,使得地球沿着这个弯道运转。这就是重力作用的新观念。
我们采用一个通俗比喻来说明爱因斯坦对重力本质。我们都玩过桌球,想象下,把桌球想象成时空,把那些球想象成空间中的物体。如果时空像桌面一样平坦,物体就会呈直线行进,但若空间像不料能伸展弯曲呢?这感觉或许有点奇怪。如果把中午放在有弹性的时空会如何呢?重物会把时空压成凹陷形状,如果这时再打球,这个球就会沿着布料被重物压出的凹陷走。
让爱因斯坦领悟到这就是重力运作的方式,是因时空内的物体造成时空扭曲,换句话说,重力就是时空本身的形状。月球沿着轨道走,不是因为被神秘力量往地球牵引,而是因为沿着被地球在时空中所创造出来的凹陷弧形而滚动造成的!
2018年11月24日于宜昌市尚书巷弄石斋