我们首先看看爱因斯坦是怎么通过著名的“电梯假想实验”建立广义相对论的。他说如果有一个电梯非常高,100多层的一个电梯,你在顶层上面按按纽要往下落,在这一瞬间制动系统失灵了,你开始自由落体往下落,你会知道你有几秒钟的“美妙”时间。在这几秒钟“美妙”时间结束之前(你会预料落地那一瞬间不太好,但是在这之前应该还是不错的),你决定做一个科学实验,这个实验就是你从口袋里非常优雅的掏出一个钥匙链来,一松手看这个钥匙链会不会跟着你往下落,结果你发现这个钥匙链会跟你一起度过这段美妙的时间。这个效应就和在自由空间中,杨利伟在火箭里面漂浮在自由空间的感觉一模一样。所以自由落体的电梯等于自由空间的笼子。
在你度过这几秒钟的美妙时光而落地、而且由于某种神奇的原因你丝毫无损之后,你再看看这个钥匙链怎么运动,你发现虽然你停住了,但是钥匙链没停住,钥匙链继续往下落。这个感觉就像杨利伟在太空中,他的火箭突然点火开始加速的感觉是一样的,这时候他的钥匙链也开始相对于他往下落,所以地面的电梯等同于自由空间的加速火箭。
但是在自由落体的电梯里面的美妙的感觉和杨利伟在自由空间漂浮的美妙的感觉的来源不一样,前者是引力造成的,后者是惯性造成的。同样的原因,地上的电梯里面钥匙链下落是引力造成的,自由空间中加速的火箭里面钥匙链往下落是惯性造成的。所以认识到这两个感觉一样,就使得爱因斯坦提出了引力质量和惯性质量是等效的,这是他的电梯假想实验所给出的结果。直到今天,科学家还在通过真实的实验来验证爱因斯坦的假想实验是不是严格地成立,目前所有的实验结果都表明爱因斯坦的假设是成立的,这就是等效原理。
既然引力质量和惯性质量是等效的,那么也就是说你在自由落体的参照系里面,你就和自由空间当中的观测者一样,而在自由空间的(惯性)观测者是可以使用狭义相对论的,所以在自由落体的参照系里面可以用狭义相对论。但是有一点情况是不一样的,毕竟你是在做自由落体的加速度运动。在电梯里面电梯自由落体加速运动的时候,你如果趁机看一看窗外的东西,你会发现你的空间是弯曲的。由于你的速度变得越来越快,你单位时间看到的外面的东西就越来越多,所以你就不能再用描述平直空间的欧几里得几何了,你需要用描述弯曲空间的几何。
因此引力的本质就是质量引起的空间弯曲。
最后声明:由于太忙,我没有时间读我回答后面的评论和发给我的私信,当然也无法回答评论里面提出的问题和回复私信。如果您希望我回答您的问题,请在悟空问答提出,然后邀请我回答,我会在方便的时候挑一些问题回答。谢谢理解!如果能够破解引力的本质,那么我们的世界将发生质的变化。
目前普遍接受的观点是引力是两个物体或者离子之间存在的一种特性,物理上表达力的大小与各个物体的质量成正比,与他们之间距离平方成反比,这个公式只是推演和实践得到的,目前为什么会这样还是未解之谜。
谈下万有引力是牛顿提出的,他的提出解决了很多天体力学问题,从而创立了天体力学。
归结来说,万有引力是把引力视为由质量引起的一种基础力,爱因斯坦则把引力视为质量引起的时空弯曲的表现。量子方面认为,引力由于两个粒子交换引力导致的[机智]
万有引力可以是由开普勒定律推出的,但不是由开普勒定律衍生的 换句话说在物理体系内万有引力定律比开普勒定律基础,但人们先看见开普勒定律(天体运行显然比万有引力好观测),之后又为了解释它提出万有引力去解释,后来发现解释得太完美了,又卡文迪试验验证了,就把它作为理论内核……后来在理论和试验上都验证了万有引力在更极端条件下的适用性与普遍性,所以说万有引力理论更基础 这是中学基础的万有引力定律推导,把天体运动看做圆周运动的简单推导。
根据开普勒的三定律以及牛顿第三定律得出。 具体如下;F引= F向=mw2r=mv2/
r再由线速度与周期的关系得到 F引=m(2πr/T)2/r= 4π2mr/T2 F引=4π2mr/T2= 4π2(r3/T2) m/r2 F引=4π2km/r2 所以可以得出结论:太阳对行星的引力跟行星的质量成正比,跟行星到太阳的距离的二次方成反比。 即:F∝m/r2 牛顿根据牛顿第三定律大胆的猜想:既然太阳对行星的引力与行星的质量成正比,也应该与太阳的质量成正比。
F引 ∝ Mm/r2 写成等式:F引= GMm/r2 就这样了。
地球万有引力原因是未解之谜,但它确实万有引力。
牛顿在1666年前后,在老家休假,牛顿常常在花园里小坐片刻。有一次,象以往屡次发生的那样,一个苹果从树上掉了下来。
这个苹果的偶然落地引起他的沉思:究竟是什么原因使一切物体都受到差不多总是朝向地心的吸引呢?牛顿思索着。终于,他发现了对人类具有划时代意义的万有引力。并且牛顿解决了数学论证问题。
他在1687年发表的论文《自然定律》里,对万有引力和三大运动定律进行了描述。这些描述奠定了此后三个世纪里物理世界的科学观点,并成为了现代工程学的基础。他通过论证开普勒行星运动定律与他的引力理论间的一致性,展示了地面物体与天体的运动都遵循着相同的自然定律;为太阳中心说提供了强有力的理论支持,并推动了科学革命。相关文章