探索引力的奥秘:苹果落地 是因为它想更“长寿”!

苹果成熟,然后坠落地面,你可能会想到这是地球引力的作用。自从牛顿发现万有引力定律以来,引力就一直被视作一种力,可以把各种物体都拉到一起。但牛顿的万有引力定律有一个重要的缺陷,那就是不知道引力到底是如何发挥作用的。就比如太阳如何通过引力作用于1.5亿千米外的地球,从而改变地球的运行轨迹,它们之间像是被一根看不见的绳子牵引着,但我们都知道这根绳子并不存在。

牛顿将这个问题留给了后人,但是在牛顿之后的200年中,没人一个人能够就这个问题给出解答,直到爱因斯坦的出现。

爱因斯坦一直在考虑一个问题,真空中空无一物,那么引力到底是通过怎样一种介质在真空中传递的呢?最终,爱因斯坦摒弃了传统的思维,提出了引力的传播介质就是空间本身。

在爱因斯坦的宇宙中,空间并不是固定的、一成不变的。它更像是一张巨大的织网,可以随意拉伸,弯曲与折叠。但是,物体的质量会改变空间的形状,就好比在一张柔软的橡胶面上放入一个球,它会导致这个平面发生凹陷,而其它任何物体都会向它跌落。

基于这个想法,我们可以这样认为,你之所以会牢牢地站在地面上,是因为你的身体正沿着地球产生的空间凹陷下滑,只不过是地面阻止了你坠入地心。因此,虽然我们都认为引力是一种力,但它实际上只不过是,空间本身的曲率而已,这种弯曲的本身表现为引力。当苹果下落时,它并非是被引力拉下来的,而是顺着最简单的路径,通过弯曲的空间。

不仅空间会发生弯曲,时间也一样。这是因为时间与空间相互交织在一起,共同构成了一个不可分割的时空整体。引力的确在弯曲时间上发挥了主要影响,举个例子,想象有两个时钟,它们分别位于一座高楼的顶层和底层。位于底层的时钟更靠近地面,所以它受到的引力会比位于顶层的时钟稍微强一点。根据广义相对论的证明,两个时钟的时间流速并不相同,位于底层的时钟会比位于顶层的时钟走得慢一点(每年慢十亿分之一秒),这种时间流速的不同证明了我们的时间也会发生弯曲。

广义相对论随后还证明,物体会朝着时间流逝更慢的地方运动。由于地面时间流动的速度会比高空更慢,这也就解释了为什么你一松手,东西就往下掉。从某种意义上来说,一切物体都想要尽可能地“长寿”。

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