藏文科普|万有引力的“力”不是真正的力?

撰文 / 徐海 楚婉苓 杨敏 公明

提起万有引力,人们总会想起牛顿和苹果树的故事。万有引力全称万有引力定律,为物体间相互作用的一条定律,它的提出是人类科学史上一个很大的进步,它既解释了之前无法解释的很多物理现象,又打开了很多未知领域的大门。

虽然牛顿的万有引力定律很好地解释了地面上物体所受的重力、海洋的潮汐和行星与天体的运动,把天上的运动和地上的运动统一了起来,但让牛顿感到遗憾的是,他一直没能解释清楚两个有质量的物体之间为什么会产生引力。这个问题被爱因斯坦的广义相对论很好地解决了。

万有引力使行星按照自身的轨道围绕太阳运转

广义相对论认为,一个有质量的物体,会使它周围的时空发生弯曲,在这个弯曲的时空里,一切物体都将自然地沿测地线(也叫作“短程线”)运动,并表现为向一块靠拢。我们看不到时空的弯曲,只看到物体在互相靠拢,就认为它们之间存在着一种万有引力,实际上物体之间表现出来的这种万有引力,并不是一种真正的力,而是时空弯曲的表现。

四维时空的弯曲我们不好想象,但是可以降一维(在二维平面上)做个比喻。设想有一块布,把它悬空展平,上面放一个小球,它就会把布压弯,在另一个地方再放一个小球,它也会把它周围的布压弯。我们看到,这两个小球还会自然地向一块靠拢,这是它们在沿各自的测地线运动的结果。我们看不到布的弯曲,只看到小球在向一起靠拢,它们之间有个引力存在,其实它只是时空弯曲的表现而已。

这种解释在水星近日点的进动、光线在引力场中的弯曲、引力红移等问题上得到了很好的检验,其后又在大量更精密的实验中得到了进一步的检验,与实验符合得很好。因此,广义相对论被认为是一种最好的万有引力理论。

《知识就是力量(汉藏文)》简介:本刊旨在普及科学知识、传播科学思想和科学方法、弘扬科学精神,为提高藏族群众科学素质服务,特别是向广大藏族青少年播种科学种子,启迪科学智慧,点燃科学梦想。

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