引力是怎樣形成的
引力是怎樣形成的
引力并不是我們常常理解的那種作用力,而是由時空彎曲形成。那么你對引力的形成了解多少呢?以下是由學(xué)習(xí)啦小編整理關(guān)于引力是怎樣形成的內(nèi)容,希望大家喜歡!
引力的形成
任意兩個物體或兩個粒子間的與其質(zhì)量乘積相關(guān)的吸引力。自然界中最普遍的力。簡稱引力,有時也稱重力。在粒子物理學(xué)中則稱引力相互作用和強(qiáng)力、弱力、電磁力合稱4種基本相互作用。引力是其中最弱的一種,兩個質(zhì)子間的萬有引力只有它們間的電磁力的1/(1.235*10的36次方),質(zhì)子受地球的引力也只有它在一個不強(qiáng)的電場1000伏/米的電磁力的1/(9.761*10的9次方)。因此研究粒子間的作用或粒子在電子顯微鏡和加速器中運(yùn)動時,都不考慮萬有引力的作用。一般物體之間的引力也是很小的,例如兩個直徑為1米的鐵球,緊靠在一起時,引力也只有1.11×10-3牛頓,相當(dāng)于0.113克的一小滴水的重量。但地球的質(zhì)量很大,這兩個鐵球分別受到4×104牛頓的地球引力。所以研究物體在地球引力場中的運(yùn)動時,通常都不考慮周圍其他物體的引力。天體如太陽和地球的質(zhì)量都很大,乘積就更大,巨大的引力就能使龐然大物繞太陽轉(zhuǎn)動。引力就成了支配天體運(yùn)動的唯一的一種力,但是形成這種引力的原因并非是天體之間的拉扯,而是天體對于其周邊時空的扭曲。恒星的形成,在高溫狀態(tài)下不彌散反而逐漸收縮,最后坍縮為白矮星、中子星和黑洞,是由于其質(zhì)量極大造成時空扭曲,進(jìn)而產(chǎn)生時空擠壓的作用所造成,而非來自于自身重力,因此引力也是促使天體演化的重要因素。質(zhì)量越大,對時空的扭曲也就越大,引力也就越大。
對為什么產(chǎn)生引力目前沒有詳細(xì)解釋。近代物理(廣義相對論)認(rèn)為萬有引力是由于時空彎曲而產(chǎn)生。眾所周知,兩點(diǎn)之間線段最短,這是在平面幾何中的公理,這線段就是短程線。然而,在被彎曲的四維時空里,短程線也被彎曲了。因此受到引力作用,行星沿短程線向太陽靠近,由于質(zhì)量巧合(包括速度巧合)的原因,又因?yàn)樾行蔷哂袘T性(很多人理解成離心力,這是錯的,離心力只是假象,宇宙中根本并不存在離心力,至少現(xiàn)在沒有發(fā)現(xiàn)),從而周而復(fù)始的繞太陽按橢圓軌道公轉(zhuǎn)。當(dāng)質(zhì)量不巧合時,會出現(xiàn)引力跳板現(xiàn)象,或撞向太陽。其中,構(gòu)成天體系統(tǒng)的主要原因并不是引力,而是質(zhì)量所引起的時空扭曲。
在地球上重力的吸引作用賦予物體重量并使它們向地面下落。此外,萬有引力是太陽和地球等天體之所以存在的原因;沒有萬有引力天體將無法相互吸引形成天體系統(tǒng),而我們所知的生命形式也將不會出現(xiàn)。萬有引力同時也使地球和其他天體按照它們自身的軌道圍繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn),月球按照自身的軌道圍繞地球運(yùn)轉(zhuǎn),形成潮汐,以及其他我們所觀察到的各種各樣的自然現(xiàn)象。
萬有引力的介紹
1)物體間相互作用的一條定律,1687年為牛頓所發(fā)現(xiàn)。任何物體之間都有相互吸引力,這個力的大小與各個物體的質(zhì)量成正比例,而與它們之間的距離的平方成反比。如果用m1.m2表示兩個物體的質(zhì)量,r表示它們間的距離,則物體間相互吸引力為 ,G稱為萬有引力常數(shù)。 萬有引力定律是牛頓在1687年出版的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》一書中首先提出的。牛頓利用萬有引力定律不僅說明了行星運(yùn)動規(guī)律,而且還指出木星、土星的衛(wèi)星圍繞行星也有同樣的運(yùn)動規(guī)律。他認(rèn)為月球除了受到地球的引力外,還受到太陽的引力,從而解釋了月球運(yùn)動中早已發(fā)現(xiàn)的二均差、出差等。另外,他還解釋了彗星的運(yùn)動軌道和地球上的潮汐現(xiàn)象。根據(jù)萬有引力定律成功地預(yù)言并發(fā)現(xiàn)了海王星。萬有引力定律出現(xiàn)后,才正式把研究天體的運(yùn)動建立在力學(xué)理論的基礎(chǔ)上,從而創(chuàng)立了天體力學(xué)。簡單的說,質(zhì)量越大的東西產(chǎn)生的引力越大,地球的質(zhì)量產(chǎn)生的引力足夠把地球上的東西全部抓牢。
2)任意兩個質(zhì)點(diǎn)通過連心線方向上的力相互吸引。該引力的大小與它們的質(zhì)量乘積成正比,與它們距離的平方成反比,與兩物體的化學(xué)本質(zhì)或物理狀態(tài)以及中介物質(zhì)無關(guān)。
不同解釋
引力在經(jīng)典物理學(xué)中被認(rèn)為是宇宙中幾大基本力之一,跟質(zhì)量成正比、跟距離的平方成反比。但在愛因斯坦的理論中引力已經(jīng)不是一種基本力了,而僅僅是時空結(jié)構(gòu)發(fā)生彎曲后的表現(xiàn)而已。而導(dǎo)致時空結(jié)構(gòu)發(fā)生彎曲的原因就是巨大的質(zhì)量。
舉一個例子:太陽系內(nèi)的行星圍繞太陽運(yùn)行,在經(jīng)典物理學(xué)中的解釋是因?yàn)樾行鞘艿搅颂柕囊ψ饔?,而圍繞太陽運(yùn)行。
而按照廣義相對論的理論,太陽周圍的時空被太陽巨大的質(zhì)量影響,形成時空彎曲,而行星則是按照其測地線運(yùn)動,相當(dāng)于在慣性系中所作的勻速直線運(yùn)動。
牛頓的重力定律還是現(xiàn)代對重力的一般認(rèn)識,在1687年(丁卯年),牛頓在他的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》一書中發(fā)表了萬有引力定律。牛頓的萬有引力定律的陳述如下:
“宇宙中每個質(zhì)點(diǎn)都以一種力吸引其他各個質(zhì)點(diǎn)。這種力與各質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量的乘積成正比,與它們之間距離的平方成反比。“
具體到黑洞這種極端條件下的宇宙天體。它有極強(qiáng)的吸引力,科學(xué)家在解釋這種吸引力的時候,把它的原因歸結(jié)為空間彎曲。而造成空間彎曲的原因是黑洞本身的巨大質(zhì)量。
說到引力歸根結(jié)底是和質(zhì)量有關(guān),萬有引力是把引力視為由質(zhì)量引起的一種基本力,而愛因斯坦相對論則把引力視為質(zhì)量引起的時空彎曲的表現(xiàn)。
量子力學(xué)認(rèn)為,引力是由于兩個粒子交換引力子導(dǎo)致的.
引力與慣性
靈遁者認(rèn)為引力是物質(zhì)與物質(zhì)之間的作用。引力場是這種作用的結(jié)果。而這樣的結(jié)果就如同一種空間性質(zhì)。正是由于這種空間性質(zhì),才使得物質(zhì)具有慣性。而且這種慣性的大小只于物質(zhì)的質(zhì)量大小有關(guān)。而質(zhì)量大小,又會決定引力大小。這就是引力質(zhì)量和慣性質(zhì)量嚴(yán)格有正比關(guān)系原因,這是正確的。愛因斯坦以此建立等效原理也是正確的。
根據(jù)上面的文字,相信大家可以更好的理解,引力是慣性的源泉。引力決定物質(zhì)具有慣性。假想宇宙物質(zhì),沒有引力,那么物質(zhì)也就沒有慣性,顯然這被是不可證明能的。
慣性本身不是一種力,它是一種物質(zhì)在引力場中表現(xiàn)出來的性質(zhì),不要拿引力和慣性力做文章,去為難“引力是慣性的源泉。”
而引力的產(chǎn)生,在文章中已經(jīng)說了,認(rèn)為是物質(zhì)結(jié)構(gòu),物質(zhì)組成,物質(zhì)運(yùn)動所導(dǎo)致的一種必然聯(lián)系。其他宇宙三種力,也于此密切相關(guān)。
在不同的尺度,不同的粒子運(yùn)動情況下,表示出截然不同的作用。這在哲學(xué)上,也是非常講的通的。
由于來說,試著去尋找宇宙統(tǒng)一的“力”,這是正確的,其會是一個非線性的系統(tǒng)。而不是單一的,線性的公式,這與我們現(xiàn)在所看到的世界相反。
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