引力究竟是如何产生的,实际上物理学界并没有实证解释。爱因斯坦对引力进行了宏观本质的诠释,即引力是时空的几何。但可能大众对这个解释不大满意。这里我来说下自己的理解。 我们可以从这么两个角度来理解引力产生的机制: 不能简单解释说引力是质量产生的,这只是表象而不是本质。实际上爱因斯坦提出的等效原理里面就暗含否定了上面这种“肤浅”的解释,即被动万有引力质量与惯性质量等效(但为什么等效到现在仍然是个谜),也就是说即便质量不产生引力或没有引力作用,那么通过观察惯性运动,也还是可以确定质量的。所以在等效原理的本质没有得到解释的前提下,无法完全证明质量与引力之间的必然关系。[头条·小宇堂] 上图:强等效原理(左),即引力效应与加速运动等效;弱等效原理(右),即自由落体与无引力等效。强等效原理暗示(但非证明)引力与加速运动的关系,同时也更进一步凸显了质量与引力根源的迷局。 考虑引力是时空的几何,引力可能是因时空密度梯度造成的要理解时空密度并不太容易,可以这样来引导思考:
有质量物体周围的时空就是一个时空密度的梯度场,也就是“引力场”。上图:一个静态的示意图大概是这样的,但可以认为空间随着时间的流逝还在不断地向质心加速运动(不得不说,空间汇聚到一点并不会让空间变少了,这个不是日常物质损耗的概念)。 所以引力场所占据的空间应该被视为一个空间不断向质心汇聚的时空,也就是说空间在向质量中心不断地非线性地加速塌陷,一个有质量的物体周围的空间向内加速蹋缩将其他物体向自己的质心处运送,形成了吸引的现象。质量越大,这种加速度就越大,这个空间的加速度即可被视为是引力加速度。最典型的例子是黑洞(见下图): 上图:一个黑洞周围空间不断向黑洞的奇点加速汇聚。 总结时空的密度=加速运动的空间,这个解释可能能够同时解释爱因斯坦的强等效原理和引力的产生机制。强等效原理指出有质量物体在引力场中的运动与该物体作加速运动的效果无论用多精确的仪器检测都看不出差别。个人认为这两者的共同点在于都可以视为是空间加速造成。这可以算是一个比较合理的解释。 |
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