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万有引力、引力透镜和引力波,宇宙与时空原来就是这么一回事。

2019-08-31来源:金融头条网

只要你上过学,就一定知道万有引力,所谓的万有引力,指的就是任意两个具有质量的物体之间存在着相互的吸引力。这一理论最初是由物理学家牛顿所提出的。正是因为引力的存在,苹果才会坠落到地上。我们才能脚踏实地的生活在地球之上,宇宙间的天体才能够相互吸引,有序运行。不过,一般人所知的引力与引力的本质实际上并不相同,在牛顿的理论体系之下,引力的本质实际上是一种力,可事实并非如此。随着广义相对论的出现,我们正式由牛顿的时代跨入了爱因斯坦的世界,从此,我们才开始认识到引力的本质。引力并不是一种力。

万有引力、引力透镜和引力波,宇宙与时空原来就是这么一回事。

引力的本质并不是一种力,而是时空的弯曲。何为时空?顾名思义,就是时间与空间,对于空间,并没有异议,看得见摸得着。而对于时间,很多人表示质疑,认为时间只是人类发明出来用于记录运动过程长短的指标,事实上并非如此,时间与空间一样,都是客观存在的。不仅如此,可以说时间与空间是紧密相连不可分割的,两者都不能抛弃对方而独立存在。正因为两者一体,所以我们才用一个词来表述,那就是时空。引力的本质是时空的弯曲,时空如何弯曲?对于这个问题,最便于理解的阐述方式就是类比了。

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我们可以将时空类比为一张大网,当一个有质量的物体放置于这张大网上的时候,就会将这张大网压出一个坑,而在坑周围的物体就会因为坑的存在,而向坑中心滑落,这就是引力。通过这个类比,我们很容易可以看出引力的本质是一种几何效应,是时空的弯曲。这并不是凭空的想象,而是有充分证据的。你有没有听说过引力透镜效应?我们说了,任何有质量的物体都会导致周围的时空发生弯曲,质量越大的物体周围时空的弯曲程度就越大,就比如太阳吧,它周围的时空就处于极度弯曲的状态。而这种极度弯曲的时空就如同一面透镜一般。

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所以当遥远的宇宙有一颗恒星的光芒经过太阳周边时,时空弯曲所导致的透镜效应就会使恒星的光芒方向发生变化,所以我们看到的星星其实并不在其本来的位置,当地球公转和太阳的位置发生变化之后,恒星的光芒不再经过太阳周边,我们就会发现这颗恒星在另外一个位置之上了。这就是引力透镜效应。通过引力透镜效应可以证实时空弯曲是客观存在的。讲了引力和引力透镜效应,怎么能不说说近些年大火的引力波呢。其实引力波早已被爱因斯坦提出,近年来发现的引力波只是对爱因斯坦理论的进一步证实。也充分说明了爱因斯坦对于宇宙描述的正确性。

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上面讲引力的时候已经做过类比了,大质量的天体会导致周围时空弯曲,如同在大网上压出一个坑,而相互纠缠的天体并不是一动不动的,而是会运动的,当天体在大网上运动的时候,大网上的坑自然也会随之变换位置,而这种变化就会导致振动在大网上进行传播,也就是时空弯曲所产生的波向外传播,而这股波所过之处必然会导致物体的拉伸,而我们正是利用这一点,放置相互垂直的两道光线,当引力波到来之时,一条光线被拉伸,而另一条光线不变,它们之间的干涉条纹就会发生变化,于是我们便能清楚的探测到引力波的存在。通过引力波,我们能够探索更为遥远的宇宙,对宇宙和时空产生更为清晰的认识。

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