-
1 # 科學探秘頻道
-
2 # 艾伯史密斯
答:既然都提到了時空彎曲,那就不需要引力這個概念;因為在廣義相對論中,引力本是不存在的,或者說引力的本質就是時空彎曲。
“引力導致時空彎曲”和“時空彎曲導致引力”的說法,都強調“引力”和“時空彎曲”的因果關係,並且把兩者當成獨立的事物,這種理解都是不對的。
廣義相對論中描述,能量和動量會導致時空彎曲,描述時空彎曲的正是引力場方程:
方程意義為:空間中的能量分佈-動量分佈=時空的彎曲情況。
從中我們可以看到,在廣義相對論場方程中,並沒有“引力”這個引數,取而代之的是彎曲的時空;就如一個重球放在彈簧床上,會導致彈簧床下凹,然後周圍的小物體,就有了向凹處運動的趨勢。
廣義相對論和這類似,彎曲的時空導致周圍物體有相互靠近的趨勢,這種趨勢就是經典力學中所說的“引力”,在弱引力場的情況下,廣義相對論場方程也就退化為萬有引力定律。
這樣就容易理解了,在廣義相對論中不存在引力,物體走直線執行,因為空間被彎曲了,所以物體走的直線在外界看來就是彎曲的,好像物體受到某個力的作用。廣義相對論這種把引力幾何化的方法非常成功,解釋了水星近日點的進動現象,預言了黑洞、引力透鏡、引力波、引力紅移、光線彎曲等等物理現象。
愛因斯坦在完成引力的幾何化後,還試圖把電磁力幾何化,經過一番努力後並未成功;目前物理學有四大基本力,其中強力、弱力和電磁力已經被標準模型統一到了一起,只有引力還無法統一進來,而廣義相對論是描述引力的最佳理論。
-
3 # 小宇堂
都不是。實際上是質量導致時空扭曲,而時空扭曲和引力是等效的。
時空的幾何扭曲與引力是同一個概念,它們描述的都是同樣一種物理現象。而真正產生這種時空扭曲的根本原因是質量。而質量的本質到目前為止還沒有理論闡述清楚,目前有實證的最接近揭示質量本質的理論是希格斯玻色子——費米子透過與希格斯玻色子相互作用而獲得質量。但是這個機制並沒有解釋質量產生引力(或時空扭曲)的根源,因此質量為何能造成時空扭曲仍然是一個謎。愛因斯坦只是通過了宏觀的思想實驗,以及數學原理的推演,透過場方程從邏輯上得出了引力與時空幾何扭曲的等效性,也仍然沒有解釋質量造成時空扭曲的本質。
上圖:希格斯玻色子發現原理漫畫(很有趣,因為跟本問題無關所以上面的文字就不翻譯了)。
人類對質量本質的不理解,更表現在被動引力質量與慣性質量的等效性上。愛因斯坦說過,“被動引力質量與慣性質量相等(的原因)仍然是一個謎”。
上圖:被動引力質量和慣性質量的等效性示意圖。
雖然慣性質量、被動引力質量和主動引力質量在概念上是截然不同的,但是沒有任何實驗能夠毫不含糊地證明它們之間存在任何差異。在經典力學中,牛頓第三定律暗示主動和被動引力質量必須始終相同(或至少成比例),但經典理論沒有提供引力質量必須等於慣性質量的令人信服的理由。它確實只是一個經驗性的事實。
愛因斯坦的廣義相對論就是建立在慣性質量和被動引力質量之間的等價性的假設之上的,沒有實驗能夠發現它們之間存在差異。而在愛因斯坦的廣義相對論中,系統的質量甚至沒有辦法被定義,這正是因為引力的能量沒有被包括在廣義相對論場方程的能量-動量張量內。
而我個人認為,基於質能方程,質量與能量的等效性,以及引力與時空幾何的等效性,我們可以找到這麼一條邏輯線索,即,很可能質量就是一種蜷縮在微小尺度當中的時空。如果我們把時空認為是一張布,那麼能量就是布的褶皺(這符合愛因斯坦引力是時空幾何扭曲的提法),而質量則是時空這張“布”在微小尺度內強烈扭曲的結果,就像是“布”上打的一個個“結”。於是,質量可以在一定的激發條件下被展開成能量(質能方程),也能在一定條件下聚整合大的“結”(天體及黑洞形成),而這些“結”跟周圍的時空幾何是連續的,因此必然會在“結”的周圍產生曲率的梯度(漸變的彎曲度),這就是質量產生的外延的引力。
上圖:對質量產生的引力比較正確的一種3D圖形描述(時空幾何向質量內凹),而不是傳統常用的那種2D描述方式。
這只是個個人假設,沒有實驗根據,僅供讀者參考。
-
4 # 朱朱53832
當一個手錶在引力作用下變慢代表手錶壞了,時間沒變。那麼人能以不可思議的速度前進嗎,可以,但不是時空扭曲。是一個不屬於本宇宙的物體在一定速度下離開本宇宙。裡面的空間環境是幾何形式的,應該是磁場吧?
-
5 # ruo009
可以理解為大質量物體在一定範圍內釋放了空間,導致空間膨脹。由於物質是由更小的物質向上的堆疊,每一個更小的物質都會佔用一定的空間,更小物質之間相互佔用對方的空間,佔用對方空間時釋放自身佔用空間,造成空間動態的變化,而這種佔有和釋放空間的總趨勢是:實際佔用空間小於更小物質佔用空間之和,所以大質量物體總體表現為對空間的釋放,大質量物體周圍空間釋放就表現為空間膨脹。 以大質量物體質點起,向外到達空間平衡點後,越往外空間膨脹越小。質點到空間平衡點間的空間的具體變化,需要進一步的物理認識來解。
-
6 # 漁樵5488
兩者不存在因果關係,不能說前者導致後者或後者導致前者。
質量產生萬有引力和質量使空間彎曲的兩種表述形式都對。
比如一個函式y=lgx
如果將函式y展開為泰勒級數,等號右側就是個冪級數。
如果將y展開成傅立葉級數,等號右側就是個諧振函式級數。
等號的左側就是要說的事物,等號右側就是根據不同的理論對左側事物的描述。
所以說萬有引力和空間彎曲是對同一事物的不同描述方式而已。
-
7 # 石鼎文
引力在源物質半徑外為複函式,是空間曲線,本質上是扭曲,並不是空間扭曲了!而是其本身是扭曲的!引力在源物質半徑內為實數!是平面曲線
-
8 # 凝望深空
時空扭曲意味著什麼?一維的線扭曲意味著有二維的存在,二維的面扭曲意味著有三維存在。時空的扭曲意味著有高維的存在,引力是時空扭曲帶來的結果,也是一種高維的存在。時空扭曲的程度就是在第五維空間的尺度,扭曲的越厲害,第五維中的尺度就越大。黑洞並不存在奇點,只不過是一個轉折點,如果非要把它看成是一個洞的話,可以理解為把物質能量和資訊帶去了第五維度。
-
9 # 淡泊的山雀j
其實根本不存在時空扭曲,只是時空中的物質和能量分佈不均勻,導致引力效果,看起來像時空扭曲,廣義相對論宇宙方程是應用幾何方方法推匯出來,而不是用時空物質密度推匯出來,所以從數學上看就像時空扭曲,人類目前無法描述時空物質密度,因為暗物質和暗能量尚無明確理論,引力只是一種效應,不是本質,時空物質和能量分佈及作用才是本質
回覆列表
根據愛因斯坦的相對論,引力並不是力,僅僅是空間的幾何扭曲導致的結果。所以從這一方面來說,是時空間曲導致的引力,而非引力導致的時空扭曲。
一直以來,人們都認為引力是四大基本力之一。但是愛因斯坦卻獨闢蹊徑,直接認為引力並非真正的力,僅僅是因為空間的幾何彎曲而產生的一種效應。而且相對論的時空觀已經得到了認同:大質量物體會導致時空彎曲,從而看上去像是在吸引經過其身邊的物體一樣。水星近日點進動問題已經證明了這點,黑洞更是一個極端證明的例子。
不過,這裡還有一個疑問:即有質量物體為何會導致空間彎曲?是什麼力量導致的空間會像海綿一樣凹陷的呢?而空間凹陷為何會導致物體有“下落趨勢”呢?這些問題的背後是否說明我們的宇宙還存在著高維空間,空間的凹陷就是指向這個高維方向呢?這些問題值得我們好好思考一下~