暑假来了，每年这个时候，书店里都会有一阵科普阅读潮，全国各大书城里倚着书架看书的人多了起来，其中就有一部分读者在捧读科普书籍，科普图书不但可以增长知识还有助于培养科学兴趣，成人和小孩也因此都更加重视了起来。
今天小编要科普的是一个让很多科学家都未曾想明白的力量，我们无时无刻不受这种力量的影响，却让科学家牛顿都陷入了迷茫，这种力量就是引力，你真的知道引力是什么吗？
曾经的200 多年期间，伊萨克·牛顿的万有引力定律享有绝对权威。按照牛顿的理论，引力在瞬间起作用。设想地球突然间变得更重了，那么太阳系里的其他每个天体都会在同一瞬间感受到这一变化。
但是，1906 年爱因斯坦发表了狭义相对论，指出没有事物能传播得比光速更快。牛顿关于引力传递的瞬时性违背了狭义相对论中普适的速度极限。
然后在1916 年爱因斯坦发表了广义相对论，把牛顿的苹果车翻了个底朝天。在牛顿看来，空间只是物理定律扮演角色的舞台，但是爱因斯坦展示了空间和时间都是舞台上的演员。质量造成空间弯曲而空间引发质量运动。
在牛顿看来，引力作用只能被有质量物体感知，但是爱因斯坦证明引力甚至能作用于像光子这种无质量物质。在牛顿的引力世界里，光对引力作用无动于衷，但是光线会在大质量天体的引力拉动下“弯曲”。
爱因斯坦提出引力并不是有质量物体感受到的固有的力，实际上只是有质量物体作用于宇宙组织的一种“副产品”。
每一个有质量物体都会使它所处的宇宙组织即时空变形：物体的质量越大，这种变形越厉害。这种效应常常可用一只保龄球和一张橡皮床单作比喻，保龄球放在床单上会压出一个凹陷。
任何质量较小的物体（譬如一颗弹子）会滚落到凹陷里去。这就是“引力势阱”对小质量物体（譬如你和我）的作用，于是我们就感受到引力。
一个物体受多大的引力作用取决于它的质量和它的运动速度。对于光子来说，以光速传播，当然时空的变形再大也只能让它稍微偏折一点点。
但是对于质量大得多（运行也慢得多）的地球来说，变形大得足以阻止行星摆脱“凹陷”，地球被禁锢在一个椭圆形的轨道上运行，它还是想沿直线运行的，但被太阳的引力拴住了。
如果太阳突然消失，“凹陷”也将匿迹，几分钟之后（取决于太阳消失的“信息”以光速传播何时到达），地球将沿直线飞驰而去。
引力的强度服从平方反比律，因为这是物体周围时空曲率的性质。你离物体的引力中心越近，你掉落下去的引力势阱就越深，那么你感受的引力就越大（当然物体质量越大，时空变形越大，引力势阱越深，引力也就越大）。
宇宙中引力最强大的天体是黑洞，构筑的引力势阱深不可测，即使光线也没有足够的劲头摆脱它的羁伴（但是我们还无法试图构建一个黑洞）。
如果这样说你还不是很明白，那么就看下面的图吧。
首先建立你自己的时空想法：
·橡皮床单代表时空
·保龄球代表大质量天体（如恒星）
·弹子代表较小质量物体
1 暂时把你想象中的保龄球搁置一边，把一个想象中的弹子顺着床单滚动起来。这颗弹子将沿着一条笔直的直线前行。
2 现在捡起这个保龄球把它放上床单。这个球将使床单变形，形成一个凹陷。现在当你让弹子继续在床单上滚动时，它试图还沿着直线前进，但是当它遇到这个凹陷时，将环绕保龄球转动，好像被保龄球拖过去似的。在这种情况下，弹子代表一个光子，由于它不具有任何质量并以光速运行，事实上不可能掉落进凹穴里去。但是，由于光子在其中传播的空间已经变形，它的路径稍微偏转了。
3 如果你增加弹子的质量并使它慢一些，这样它代表一颗行星，它将进一步掉进引力势阱。如果弹子有足够的动量，它将沿着这个凹陷的边缘转动，也就是环绕保龄球恒星公转。如果它的动量太大，它将摆脱势阱，向空间逃逸。如果它没有足够的动量，它将迳直掉落进势阱，撞向恒星。
4 现在我们去按压这个保龄球，使它陷得更深，以模拟质量更大得多的天体。这时引力势阱深得很了，即使光子也没有足够的动量能逃脱。万事万物都会掉进去，正像一个黑洞。这就是引力。一切具有质量的物体都能使时空扭曲（甚至你和我），一切运动中的事物都会遭受引力的影响，即使光线。保龄球并不直接吸引弹子（牛顿设想能吸引），而是改变弹子在其中运行的空间的形态。
以橡皮床单的类比描述广义相对论是一种有用的方式，但是这局限于二维。实际上时空是四维结构（上下、左右、前后，当然还有时间）。以一个在各方向都受扭曲的三维立体去描述它更加确切。
现在你明白了引力究竟是怎么一回事了吗？困扰人们很久的引力谜题就这样被爱因斯坦解开了，你是不是也惊呆了呢？想了解更多的科普知识，让我们这个暑假一起阅读起来吧。
本文来自科普图书《从大爆炸到大终结》，英文原书获读者高度评价，这里推荐给好奇的你们。该书作者是本·吉利兰 （Ben Gilliland），他是一位获奖不少的科学作家和插画家。他于2005年开始为英国《地铁报》的通俗宇宙科学专栏写稿，为大众讲解科学知识，并因此赫赫有名。2013年他获得了Arthur Clarke爵士太空成就奖。
图文巧妙结合，通俗地解开宇宙是怎么形成的
内部实拍
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