引力是自然的基本力量之一,但有人認為引力實際上是一種幻想。
引力是科學界研究最多的現象之一。它也是宇宙的基本力量,但引力究竟是什麼?
我們在生活的每一天都會感覺到引力,實際上,沒有引力,您的身體很快就會發生一些有趣的變化。
但是引力可能並不像您首先想到的那麼簡單。
什麼是引力理論?
根據NASA,引力為:“行星或其他物體向其中心吸引物體的力。引力使所有行星保持圍繞太陽的軌道。”
簡而言之,任何具有質量的物體都將施加或受到引力的影響。質量較大的物體具有較大的引力,同時離質量中心越遠,力就越弱。
因為引力的作用,物體掉到地上,這才是我們有體重的原因。如果您旅行到其它星球,它的質量小於地球,你的體重會更輕,反之亦然。
引力是真實的嗎?
雖然上面的定義很簡單直觀,但是引力可能不是那麼簡單。它一直是物理學中研究最多的現象之一,我們對其瞭解的越多,它似乎就越沒有意義。
實際上,它是我們對自然界所有基本力量中最少了解的一種。雖然在更大的尺度上(如太陽系),引力似乎工作得很好,但在量子水平上它似乎崩潰了。
看起來引力似乎是一種錯覺。
1.引力實際上不是力
儘管這似乎有點違反直覺,但引力實際上根本不是力。根據愛因斯坦(Albert Einstein)的說法,引力實際上是其他因素的結果,而不是本身的力量。
愛因斯坦的理論提出,時空實際上是由諸如行星和太陽之類的大質量物體扭曲的。這是一種時空扭曲了物體運動路徑的現象,從而產生了我們看到並感覺到的引力效應。
2.冰箱磁鐵比地球的引力強
令人驚訝的是,微小的磁鐵能夠抵抗整個行星的引力。
引力是物理學中所謂的基本力中最弱的一個。與將磁鐵固定在冰箱上的磁力相比,它也顯得蒼白無力。
當您考慮時,這完全有意義。
其他力,例如原子核中的強核力,在強度上也大大強於地球的引力。
引力也無法克服造成放射性衰變的原子的弱核力。
3.一些大質量物體可以產生引力波
如前所述,愛因斯坦的理論描述了大型物體是如何扭曲時空的。根據愛因斯坦的觀點,隨著這些物體的運動,應該在空間的結構上產生漣漪。
儘管這純粹是理論上的,但實際上我們近年來已經能夠檢測到引力波。值得注意的是,早在2007年,諾貝爾物理學獎就被授予3位科學家。
他們觀察到約18億光年遠的兩個黑洞之間的碰撞。這些黑洞是巨大的,一個是我們太陽質量的31倍,另一個是我們太陽質量的25倍。
黑洞碰撞模擬
碰撞將大約3個太陽的質量在幾分之一秒內轉換為引力波能量!
4.地球上的引力實際上是變化的
地球不是一個完美的球體。它也有許多山巒起伏的峽谷和凹凸不平的峽谷。
地球的組成在世界範圍內也不統一。不同的岩石類型、礦物質的濃度和地理位置共同構成了平均密度各異的引力穴。
這直接影響地球表面不同位置的引力。
地球引力可以相對輕鬆地進行測量,NASA等組織實際上已經從太空中繪製了這種影響。使用一對串聯工作的衛星,它們能夠測量繞地球運行時的相對拉力。
地球引力圖
NASA的GRACE能夠產生一種有趣的地球引力“顛簸”模型。
5.量子力學和引力是矛盾的
量子力學可以幫助我們解釋原子、分子和其他基本粒子如何相互作用。另一方面,愛因斯坦的廣義相對論有助於解釋事物是如何在大尺度上工作的。
但是問題是物理學的這兩個領域似乎並不融為一體。物理學家儘管已進行了大量工作來解決此問題,但它仍然是現代物理學的最大挑戰之一。
正如我們前面提到的,原因很可能是因為引力本身並不是力量。