根据万有引力定律,如果两个物理之间的距离无限趋近于零,那么引力就会无穷大吗?

扛把子张无忌


根据万有引力定律,如果两个物理之间的距离无限趋近于零,那么引力就会无穷大吗?

对于万有引力定律,大部分朋友应该非常熟悉,两个天体之间的引力和它们的质量成正比,与它们之间距离的平方成反比,用公式表示如下:

其实各位应该早有这个疑问了,因为与天体之间距离的平方成反比,假如两个天体之间的距离为0,那么引力是不是就无穷大了呢?我们应该如何来理解这个公式呢?

请注意上图,左边为距离不为0的条件,理解起来并不难,因为r是有一个不为零的正值,所以计算起来也很简单!右边是两者距离为“0”的特殊条件,但请各位注意了,尽管已经靠在一起,但对于两个天体的质心来说,距离并不为零,而是两个天体半径之和!所以必须要厘清这一点!

就如我们在计算地球的环绕速度时以地球表面为起点计算的,r取值为6370千米(即地球半径)!假如真的要在r=0,其实两者已经成为一体,质心重合处的引力是平衡的,会处在失重状态!

有兴趣的朋友可以自行计算下加深印象哈!

当然各位注意了,牛顿力学体系并不普适,比如在引力极大天体周围或者超高速条件下,或者处在原子半径内,牛顿同志就得靠边站了,比如距离太阳最近的水星进动现象,牛顿力学是算不清楚的,引入了广义相对论才搞清楚水星进动的真正原因!而在超高速条件下,则会因狭义相对论中描述的质增效应与钟慢效应等,牛顿估计也要晕了,而在原子半径内则是量子力学的世界,牛顿也是鞭长莫及!

上图所示,如果在原子核内的质子与质子以及中子之间,那是强作用力的世界!如果是在它只作电子、夸克层子以及中微子等费米子之间,那么是弱作用力的,而其他则是电磁力作用!天体之间则唯有引力!以上描述并不是说牛顿是错误的,我们要了解的是牛顿在十七世纪就去得了如此成就,也许应该颁给他至少三次诺贝尔奖:

一、牛顿三大定律 分别是惯性定律、第二定律(F=ma)以及第三定律(F=-F');这三个定律奠定了牛顿经典力学基础。

二、万有引力定律 这个就是本文所说的

三、光学 牛顿是近代光学之父,他用三棱镜将阳光分解成七色光谱,并且提出了光的微粒说,从理论上解释了光的传播与反射以及折射等等现象,其影响是极其深远的。

但牛顿去世时诺贝尔的爷爷都还没出生呢!当然牛顿在科学史上的地位也算是对得起他的成就了哈,也许有人要将爱因斯坦排在第一位,或者并列第一咱都没有意见,实在无法用言语描绘他们两位对于近代以及现代科学的影响!


星辰大海路上的种花家


万有引力公式是牛顿在前人观测和总结经验的基础上归纳出来的,是一个经验公式。

该公式有两点疑问,其一该公式的常数是一个实验值,缺乏具体的物理机制;其二是该公式中引力与距离的平方成反比,当距离趋近于零时,引力为无穷大。

在现实世界中,不存在无穷大,无穷大只是一个抽象的概念。因为,人类的认识有一个基本原则,即凡是具体的都是有限的,只有抽象的才是无限的。

在人类认识的过程中,但凡出现无穷大,就说明该理论是不完备的,其只是某一局部范围的近似理论。

比如,普朗克建立黑体辐射公式之前,关于热辐射☢️的公式有两个,分别适用于红外端和紫外端。一旦超出适用范围,上述两公式就会出现无穷大。后来被证明,这两个公式分别是黑体辐射公式在红外端和紫外端的近似公式。

万有引力公式之所以有问题,会在距离很小时趋近于无穷大,是因为基于空间是连续的,无论在多小的尺度上,空间都是没有变化的。

这种连续的空间观,首先在哲学上就是不对的。因为自然界是不连续的,存在着质的变化。其次,在物理上也是有疑问的。由于普朗克常数h的被发现以及该常数适用于所以的自然现象,因而我们的宇宙是由不可再分的量子构成的。

离散的基态量子构成空间,受到激发的量子成为光子,由高能量子组成的封闭体系就是物质。

于是,当距离缩小至空间量子间距以内时,空间就不再连续,万有引力公式在此处就会失效,以指数的形式迅速随距离的减小而衰减为零。

由于在空间量子间距附近,空间量子的密度会有较大变化,因而强相互作用力的适用范围与量子间距相近。由此可以推断空间量子的间距为原子核的下限,根据计算该间距为2.913x10-14厘米。

从这个意义上来说,万有引力与强相互作用力是同一种相互作用力,都是由空间量子的不对称碰撞💥产生的。

当作用距离大于空间量子间距时,表现为万有引力;当作用距离在空间量子间距附近时,表现为强相互作用力;当作用距离小于空间量子间距时,由于失去了空间的意义,从而作为空间效应的相互作用力也就不再存在了。

总之,万有引力公式只是宏观范围的经验公式。当相互作用距离接近或小于空间量子间距时就不再适用了,需要由一个完备的相互作用力公式来取代。


淡漠乾坤


答案是肯定的,根据万有引力定律公式F=GmM/r^2,当两个物体中心的距离r趋近于0时,它们之间的万有引力会无穷大。

我们的地球虽然是一个物体,但我们可以把地球和地球上的任意一个物体(如一个铅球、一块石头、甚至一个原子核)看成相互作用的两个物体。当地心和这个物体的中心距离无限接近时,地心和这个物体间会有无穷大的引力。

由此可见,地心和地心附近的任何物质都存在着无穷小的距离r,根据万有引力定律公式F=GmM/r^2,地球中心和地球中心附近物质存在着无穷大的万有引力。

也可以从另一角度说,地心的物质不仅对地球内部的所有物质存在万有引力,而且地心对地球外部的太阳、月亮、各大恒星、暗物质,黑洞以及宇宙中的所有天体都有万有引力,也就是说,地球中心物质承受着来自地球内部以及宇宙中各个方向的所有天体无穷大的万有引力(压力)。反过来,各种天体也承受着地心对它的万有引力(反作用力)。

不仅地球中心、太阳中心以及各大恒星的中心位置点也承受着来自恒星内部以及全宇宙中的无穷大的万有引力(压力)。而且原子核、质子、中子等微观粒子中心位置点也存在着无穷大的强核力。

关键是任何两个物体碰撞后形成一个物体时,它们之间的距离只能无限趋近于0,但永远不可能达到0。越大的物体和越微小的物体碰撞(如地球和铅球碰撞),它们一大一小的两个物体之间的距离越趋近于0,就是一个原子核和地球碰撞,原子核和地心之间的距离也不可能真正等于0。

由此可见,两个物体中心位置点无限靠近时会产生无穷大的万有引力,当这两个物体相互碰撞合二为一时,中心位置距离最小,会释放出极大的能量。也就是说,宇宙中有限的物质(不论多少),在体积无穷减小的情况下,可以释放出无穷大的能量。

这也是我们的太阳,宇宙中的各大恒星几十亿年长久不熄,长久发光发热的根本原因。

进入地球内部(均匀球壳内)的任何物体,都受到地球内部对这个物体表面各个方向的压力,这个压力的合力指向地心。越接近地心,这个压力越大,合力越小。到达地心时,对这个物体各个方向的压力都相等,都是无穷大,合力为零。物体可以静止在地心。

如果设想把地球内部放物体的地方挖空,物体就不会受到地球内部各个方向的压力,也就不存在合力。只存在地心对这个物体重心的万有引力作用,当这个物体到达地心时,地心对这个物体的引力无穷大。

当然人们早就用微积分证明了,地球内部的合力等于以那个点和地心为半经的小球的引力。物体越到地心球越小,合力越小,到达地心时,球半径为零,合力也为零。但地心的引力是无穷大的。

很多人把均匀球壳内的压力的合力错误理解为引力,导致地球中心引力为零的错误。

本人的上述观点可以彻底纠正人们长期对均匀球壳内引力和压力的错误理解。

本人的上述观点可以统一四种作用力中的万有引力、强相互作用力(强核力)、弱相互作用力。仅剩电磁力暂时无法统一。也就是说万有引力、强弱相互作用是一回事。

本人的上述观点可以彻底改变人们对地球上金、银、铀等重元素来源问题的认识。

本人的上述观点和传统观点相悖,看完后不理解的人请勿乱喷,欢迎提出完善和改进的意见。现在不理解的人总有一天会理解的。


mcz107436431




在1687年,艾萨克·牛顿在他的《自然哲学的数学原理》一书中发表了万有引力定律。这个定律指出了使苹果掉落的力实际上和使天体运动的力是一个力,统一了天上和地下的力。

万有引力公式如下:

从这个看出,只要两个物体质点的距离r无限接近于零,那么万有引力F就会变得趋近于无穷大。

事实上是这样的吗?

万有引力定律经受了无数实验的检验,在绝大部分情况下都是正确的。但它会在某些情况下失效,例如:水星近日点进动。这就需要广义相对论了。牛顿的万有引力定律只是通常情况下对广义相对论的近似,它本身也只是一个经验公式,而不是数学推导得出来的结果。

在物体质点间距离无限接近时,万有引力定律就已失效。这种接近会产生一个后果:物体被压缩成为一个奇点,从而产生黑洞。此时就应该采用广义相对论来进行计算了。

所以,无穷大引力是不存在的。


讲科学堂


引力属于很弱的力,是四种基本力中最弱的力。因此,虽然引力和距离成反比,距离的无限缩小也不会造成引力的无限增大。

如果把引力的强度定义为1,则则弱力的强度为10^25,电磁力为10^36,强力为10^38。由此可见,引力相对于其它三中力是多么的微弱。随便找一个小磁铁,都可以轻松地把一个小铁钉吸走。这说明。这块小磁铁轻松地对抗了地球的引力场,即便地球质量这么大。所以,在微观领域,粒子间的相互相互作用力,基本可以把引力忽略掉。

而两个物体之间的最小距离,应该是组成原子核之的质子、中子之间的相互作用力。但其实,这个时候强力才是主要力。核子之间的引力相对于强力,基本上可以忽略不计了。如果距离在短,那就变成了夸克和夸克的距离了,这个时候引力仍然不是最强的力。

所以无论从哪个方面来看,引力都不会因距离短而变得无穷大。不过,如果是两个黑洞无限相互靠近,那么二者之间的引力确实可以无限大。但是其它常规物体,根本无法做到距离无限靠近。最近的距离也比核子之间的距离远。


科学探秘频道


不会的,这种情况是不会出现的,不管是理论上还是实际上,都不会出现万有引力无穷大的情况。

先说一下我个人的想法:首先,从万有引力的公式来看,万有引力等于GMm/r²,如果r无穷小,那么万有引力应该无穷大。但我们不妨大胆假设一下,无穷小到可以为零,那这时候这个公式的分母就成0了,这个公式就没有意义了。这只是简单从公式上想象一下,并没有什么实际意义。

其次,两个物体之间的距离怎样无穷小呢?我们计算万有引力用的是质心之间的距离,只要物体有体积,两者之间的距离就不可能无限小。即便分子原子,也不能忽略。这是什么意思呢?比如我们计算一下地球和月球之间的引力,在不考虑洛希极限和星球形变的情况下,两者之间距离最近的时候是什么?就是两者表面接触的时候,宏观上两者接触了,但两者之间距离并不为0。两者之间的最小距离是地球的半径加上月球的半径,大概有八千多公里!事实上,因为自然界不存在质点(黑洞内部不考虑)所以根本不可能两者间距离无限接近,否则这两者就融为一体了。

再者而言,不说考虑无限接近,单说考虑距离很近时,也许占据主导的就是强相互作用力和弱相互作用力了,到那时万有引力都不够格参与了,还谈何引力无限大?

因此,距离无限接近只是一种假想的情况,实际上不会出现,当然也就不会出现引力无限大的情况了。

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张家小智儿


问题的背景分析

本题涉及①强核力、②电弱力、③分子间力、④万有引力的作用距离的极大极小的困惑。

此类“场效应问题”超越了基于唯象论的科学原理,亟需唯本论以增补(非修改)科学原理。

笔者的场效应,是指所有动力学行为或效应,都是真空场(以太)的黑手在暗中操纵的表象。

1873年麦克斯韦方程就已触及场的神经,诸如:介电常数、磁导率、位移电流或电位移。

真空场的客观实在被爱氏相对论否定,场的介质性/传播性/制衡性的科学探索,阻力重重。

既有各种量子场论与规范场论,都不是真心诚意接受场效应,要么就是半遮琵琶半遮面。

必须指出,牛顿三定律、万有引力律、热力学三律等经典原理,依然适合对场效应的探索。

换言之,经典动力学原理(不含爱氏相对论与哥派量子论)与真空动力学原理是互济互用的。

唯本方法论简介

唯本论,透过现象看本质,即:现象↹本质,把对立统一法则用于基础物理研究。

现象与本质,是相辅相成、相互制衡、互为因果的统一体。实体是现象,真空是本质。

真空(场)也叫空间(场)。质子的内空间是超压缩的空间,质子的外空间是超膨胀的空间。

唯本论操作:以“密度”为核心参数,以“场量子”为交换单元,用“超对称”建立方程。

亚原子是零星分布的;场量子是径向推涌的,因此“密度统计法”是简洁明快的,而“基矢积分法”是牵强附会的。

物体不是孤立的,物体是一个系统,严格的叫物系(body system)。

物系,既有独立的本体,还有自己的引力场,作为自己的存在空间:物系=本体+真空场。

物体内空间是被禁闭的高密度场。禁闭力来自外部引力场的制衡力。因此物体可保持独立而不至于高能密耗散殆尽。

电子本体是超压缩光子,是最小独立体,有自己的场。电子系=电子本体+电子引力场。

地球(系)≡地球本体+地球引力场(数亿km)。航天工程的地球≈本体+地球辐射带(数万km)。

空间的基本单元,叫场量子(引力子/光量子)。规定:场量子质量≡电子质量≡光子质量。

本体密度>>真空场密度;本体惯性质量≡场的引力质量;惯性离心力≡真空场引力。即:

物体既有惯性离心力(斥力),还有制衡的真空场引力,这叫“万有引斥力”原理。

所以:通常条件下,电子不会坠入原子核,地球不会坠入太阳,太阳不会坠入银心。

地球惯性质量(M)=真空场引力质量(M'),即:M=M'=V'ρ',知道引力场密度ρ',可求引力场体积V'(=4.2R'³)与引力场半径(R')。

强核力的引斥力问题

电子质量=场量子质量=9.10534e-31kg。根据湮灭反应方程,电子是场量子的交换单元。

质子质量=1.6726485e-27kg=1835个电子质量=1正电子+1834个场量子。

质子的两大动机:给出1个正电子,参与电磁辐射;给出1834个电子质量,参与引力辐射。

中子质量=1.6749543e-27kg=1839个电子质量=1个电子+1个质子+4个场量子。

中子是很不稳定的复合粒子,其内部的电磁力(弱力)专门削弱质子的强力作用。

核力的本质是质子作用力,是质子以光速自旋所激发的真空介质进行辐射引力的场效应。

强子对撞机与各种核反应的巨大威力,本质上都是质子作用力,中子充其量作为一个过客。

根据牛顿第二定律,强核力:F=m*c²/R。其中,m*是质子质量,R是质子引力场半径。

氕原子的质子,既有自旋导致的惯性离心力,也有自旋激发的真空场引力。这种引斥力机制,使得质子(几乎)具有永恒的生命力。

电弱力的引斥力问题

电弱力,包括核外电子运动激发的电磁力与核内电子引发的电磁力(弱力)。

电弱力是电荷间力,是高速运动的电子电荷磁力线切割原子核正电子磁力线的洛伦兹力。

中子的β衰变表明,洛伦兹力会削弱质子强核力。显然,中子强力=质子强力-电弱力。

质子强核力含正电子场引力,电弱力最终来自强核力。这是建立强弱力统一方程的依据。

正负电子皆有引斥力,二者不会靠近。当电子被加速到光速时才会发生湮灭变成两个光子。

可见,即使真有反物质靠近,也不会轻易湮灭。所谓反物质,只是自旋方向相反而已。

LHC只要利用两个反向磁场,就可以轻易把电子或质子变成“反粒子”,但中子不能。

安德森云室实验发现的正电子,只是高频辐射剧烈碰撞铅电子而反转自旋的小概率事件。

为什么反物质粒子很难循迹?因为反物质只是理论假设,压根就不存在。而所谓的证据,不过是对小概率反自旋事件做了夸大解释。

万物的引斥力问题

万有引力的源动力是谁?其实验公式已经泄露了天机:F=Gm₁m₂/R²。分子m₁m₂质量乘积与分母场半径R²,给出了超对称关系。

物体质量是核子质量的总和,核子意味着强力,质量乘积意味着所有核子强力之间的矩阵组合。

由于同极相斥异极相吸。同极组合的综合强力相互抵消。异极组合的综合势能梯度大大减弱,剩余的强力最终表现为万有引力。

引力常数G,正是质量乘积效应的指标,是强力“屏蔽效应”,因此也叫“屏蔽系数”。

据说强力是短程力,这是不自洽的。例如,核反应,本质上是质子强力在大范围的裸露。

宇宙射线的质子线,以准光速运动,具有最高频率(10²³Hz)的最强的最长力程的场效应。

既然强力有引斥力,那么作为被屏蔽的剩余强力,也会尤其在天体之间表现出万有引斥力。

因此:月球不会轻易坠入地球,地球乃至太阳系尘埃也不会轻易坠入太阳。

分子间的引斥力问题

分子间的引斥力,过去叫范德瓦耳斯力,也是通过观测实验得出来的科学结论。

现在普遍认为,分子间力,是在分子尺度的氢键。氢键的源动力是什么呢?归根结底,只能是质子强力。

氢键相当于氢离子,就是裸露质子,其场效应就是质子引力场,其引斥力逻辑则顺理成章。

不存在“∞或∞⁻¹”的场效应

物理学是一门测量科学,凡是无穷大与无穷小之类的说辞是无意义的,因为无法验证。

上述大体解释了强核力、电弱力(电荷间力)、万有引力(弱化强力)、分子间力的引斥力。

质子vs质子、电子vs电子、质子vs电子,不存在裸接触。故“引力半径无穷近”是荒唐的。

无独有偶,说“引力传播无穷远”也是荒唐的,为什么?解释如下。

与电磁辐射一样,引力辐射也是场效应,是通过场量子以光速传播的。

引力传播中,依次推涌的场量子会吸纳能量而逐渐降频,直至背景微波λ=7.35cm而告终。

现在按超对称法则,来求地球引力场半径。设背景微波的密度为太阳系空间平均密度。背景微波波长λ=7.35cm,场量子半径r=1.17cm,

场量子密度即场密度:ρ=1.35×10⁻²⁵kg/m³,地球质量=引力场质量:M=Vρ=4.2R³ρ,R³=M/4.2ρ,场半径:R=2.2e16m=2.3光年。

地球引力场被禁闭在太阳系内。太阳系场半径:R³=⊙/4.2ρ,R=3.3×10²¹m=35万光年。

结语

1. 处理动力学的数学策略有基矢微分法与密度统计法两个。基矢微分法会带来无穷变量的困惑。密度统计法尤其适合场效应难题。

2. 强核力(质子场力)、电弱力(电荷间力)、万有引力(物体间力)、分子间力(氢键力),都是真空场效应力,都有引斥力。

3.标准粒子模型,请思考:①质子含夸克,质子0.938G,桀1.27G,顶172G,为什么?

②胶子质量0,缪子105.7M,若质子是uud,少了的938-105.7-9.6=822.7M,为什么?

Stop here。物理新视野与您共商物理前沿与中英双语有关的疑难问题。


物理新视野


现在许多科学家都承认,万有引力不是两个物体直接相互吸引而产生的,而是由其它物质做媒质起的作用,比如引力子,引力场,引力波等等,那么就得改改名称,不然所有学者都一直认为万有引力是由两个物体相互吸引而产生的,如果说是两个物体相互吸引而产生的力,就不需要用引力场,引力波,引力子来阐述物体之间的吸引力了,那么也就是物体具有相互吸引的属性,如果任何两个物体之间不能产生相互吸引,而是由其它媒质的作用,那么就不应该用万有引力来命名物质的属性,


永动机45


万有引力定律公式F=GmM/r^2,两个物体中心的距离为r,这个定律中,两个物体之间的距离,是指代表物体重心的两个点之间的距离,不会无限接近并趋近于零的。两个无限接近的物体距离趋近于零,万有引力无穷大,不适合牛顿万有引力定律,是对万有引力公式的误解。牛顿的万有引力理论认为,物体的重心是一个点,在物体后中心。两个物体之间的最短距离,是这两个物体的半重心之间的距离。,这也是万有引力的局限性:适用于宏观物体,在微观物体上,理论与实践正相反。这是万有引力的局限性,导致了牛顿从研究科学误入到神学。

理论上,根据万有引力定律,两个无限接近的物体距离趋近于零,它们之间的万有引力无限大,应该这到不可分割,可是很多东西,不费力就可一分为二。。

现实中,如果两个物体距离趋近于零时,这两个物体已合并成一个,万有引力是存在于两个物体之间,一个物体自己对自己是没有万有引力的。一个物体,一分为二,事实上成了两个,这两个物体之间引力如果无穷大会怎么样

这就成了矛盾,无穷大,即是无穷小(零),到底大就是小,还是小就是大。有和无之间什么关系。转来转去,又转进了神学里面。

科学的尽头是神学吗?


南极冰火


我认为任何事物间,一切都不是孤立的!只从引力一个角度看问题,必然产生偏见!一台机器只有合理组装,才可能发挥作用!系统功能才可体现!科学分化性认知于唯物性本质!乎视于系统形态体系的特效性!否则一堆废铜烂铁发挥不了任何奇玄之功效!科学性认知缺乏系统功能性而不识生态!引力中存在斥力这才能让天地间的星球不会重叠,乃至相撞!其实科学相撞星球!只能因斥力不足抵消形态动势能!人类充分认智事物间!能与量,形与态,空与间內关联!与外关系双层面!多视角认智世界!就象悟空有七十二般变化!而佛更有千万般改变!才能用神,心,身三为一体的感悟世界!才可能明智天地间万事万物间的差异性!理解各种感悟!明智世间百态!驾驭自我命运!及生态演化之道!天地人演义之法!行走宇宙间之术!一一一引航者!愚人释道!愚人牟志法真直之言!无知之处敬请多包函!谢谢!


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