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1 # 水木長龍
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2 # 捲毛可以卷
第一,萬有引力是什麼?萬有引力是現象,根源是時空彎曲的正常狀態,祥黎曼空間。
第二,萬有引力不是真實的力,在實際的時空裡不存在做功。
舉個栗子,地球圍繞太陽,初中會說是地球受向心力,圍繞太陽做圓周運動。然而時空研究階段你會被告知地球不受力,地球圍繞太陽沿直線做勻速直線運動。
上段能理解就基本理解了愛因斯坦時空的思想。
不理解的會說圓周運動怎麼會是直線?問得好,太陽系裡有太陽,太陽有巨大質量,愛因斯坦時空描述了質量使時空彎曲讓時間流逝減慢,地球直徑1.27萬千米,內測和外側距離太陽有差異,而這個差異導致兩側空間彎曲不同,時間流逝不同。
我們大致計算,外圈時空彎曲小,但圓周半徑大。內圈時空彎曲大,圓周半徑小。時空彎曲越大,實際路徑放大係數越大。於是內路徑=半徑(稍小)×彎曲放大係數(稍大)。外路徑=半徑(稍大)×彎曲放大係數(稍小)。
進一步精確計算後(加入時間流逝不同的影響)你會發現兩個值是一致的,也就是地球各個地方走過的愛因斯坦時空距離是相等的,於是得出地球沿直線做勻速直線運動的結論。(圓周運動內路徑必定小於外路徑,不然半徑無窮大,等於是直線)
在黑洞這種極端環境下,內部的空間周長甚至於是大於外部空間周長的。這也是高維空間裡一米直徑的立方體裡能放兩米直徑的球的原因。
所以在計算過程中根本沒有力的作用,也就不存在萬有引力做功的問題。
萬有引力的存在只是為了不專業的人能掌握過於難計算的黎漫空間設計的輔助公式。對於探究時空放衛星的人來說就不能簡單粗暴的用這些來計算了,不然放出去就跑偏十萬八千里。理論研究也要嚴謹,不能將就。
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3 # 松鼠老孫
萬有引力,顧名思義,就是一切物體之間都存在吸引作用力。這是英國偉大物理學家牛頓的重要發現,從此改寫了我們對於物理和宇宙的認識。
萬有引力可以解釋很多現象,比如,為什麼我們能夠站在地球上,為什麼地球是圓的,為什麼我們爬山爬樓會覺得比平地走路要吃力,為什麼月亮圍著地球轉,地球繞著太陽轉,等等,這一切都是萬有引力在起作用。
因為在物理學裡,“功”與“能”概念相關。做功意味著改變了物體具有的能量,因此在公式裡,是力和物體位移這兩個向量的“點乘”,也就是力的大小、物體始終位置直線,再乘以二者方向夾角的餘弦值。
對於你水平搬磚來說,你抬起磚頭的力是向上的,萬有引力是向下的,而磚的位移是水平的,因此二者成90度角,不“做功”。但是對於某一塊兒磚而言,如果它的上下位置發生了改變,那麼你的力和萬有引力都做了功。
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「萬有引力」只是人類對自己知識理解的一種定義而已。它在太陽系內似乎是正確的存在,但也不一定在太陽系內的任何地方都有萬有引力。也就是說,有質量不一定有引力,更何況太陽系之外。
不過人類目前是被鎖死在太陽系內的,如同被關在籠子裡的寵物一樣,走出太陽系會是什麼樣子呢?目前尚留在太陽系內的人誰都不知道,知道的人早已離開了太陽系。
所以,「萬有引力」只是在特定的一個小範圍內碰巧地看似適用,就像起初人類能看到前方的物體,就認為空間是真的空一樣;然後隨著人類科技水平的發展,現在都知道即使真空也不是絕對的真空。
再比如,當時以托勒密為主發展起來的「地心說」,很長一段時間內人們都認為它是正確的。因為那個時候,人類的視野範圍還沒有真正達到可以知曉地球只是太陽系內的一顆行星而已的地步;也或許,是為了維護某種利益關係而故意製造出來的“愚-弄-世-人”的策略。但,最終,哥白尼「日心說」的崛起還是推翻了「地心說」的統-治-地-位。隨著人類對宇宙的探索認識,人類現在意識到:原來“太陽”也不是宇宙的中心,只是太陽系的中心——太陽系的一顆恆星而已。
可見,人類的所有知識和定理,都是建立在人類能夠觀測和認知的範圍之內的。隨著人類認知領域和視野範圍的擴大,很多理論和定理定律都需要做出相應的修正。
所以,萬有引力只是目前人類自己對自己認知理解的一種定義而已,有可能根本就是錯誤的。但目前在人類所能及的狹小認知範圍內,它勉強相對來說看去像是正確的,因為確實迎合著人類狹小認知範圍內的狹隘知識。