疑问:关于相对论对万有引力的解释
来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/06/26 02:02:34
你说的对,那个弯曲橡皮膜的比喻确实会引起不必要的误解。还是爱因斯坦本人给出的关于弯曲空间的比喻更恰当一些——他把质量和空间比喻成一个热水壶和一个壶放其上的石桌,质量越大对应着热水壶越热,那石桌受热膨胀的也就越厉害,并且越远离热水壶的石桌表面膨胀变形的越小,石桌的受热膨胀就对应着时空的弯曲。
比喻总与被比喻的东西有或多或少的差别。在弯曲橡皮膜的比喻中强调的重点是要向人展示二维空间是如何弯曲的,仅此而已。四维时空的弯曲是常人难以想象的,但二维空间的弯曲却是每个人都能直观了解的。在这个比喻中,引起二维膜弯曲的是球的重量,这与该比喻要比喻的引力混在了一起,就让你觉得可笑了,我也觉得这是这个比喻的败笔之处!其实可以用手的拉力的大小来比喻质量的大小,从而用手的拉力使二维膜变形来比喻质量(严格来说是质能应力张量)使四维时空弯曲变形(时空曲率张量),这样可避免比喻和被比喻的混淆。
真正要理解广义相对论光靠比喻是远远不够的,关键是要学会相关的数学知识(张量分析与黎曼几何等),因为描述物理的标准语言是数学,不使用数学,根本不可能真正理解物理。
在粒子物理学中则称引力相互作用和强力、弱力 、电磁力合称4种基本相互作用。引力是其中最弱的一种,两个质子间的万有引力只有它们间的电磁力的1/1035 ,质子受地球的引力也只有它在一个不强的电场1000伏/米的电磁力的1/1010。因此研究粒子间的作用或粒子 在电子显微镜和加速器中运动时,都不考虑万有引力的作用 。一般物体之间的引力也是很小的,例如两个直径为 1米的铁球 ,紧靠在一起时 , 引力也只有1.14×10-3牛顿,相当于0.03克的一小滴水的重量 。但地球的质量很大,这两个铁球分别受到4×104牛顿的地球引力 。所以研究物体在地球引力场中的运动时,通常都不考虑周围其他物体的引力。天体如太阳和地球的质量都很大,乘积就更大,巨大的引力就能使庞然大物绕太阳转动。引力就成了支配天体运动的唯一的一种力。恒星的形成,在高温状态下不弥散反而逐渐收缩,最后坍缩为白矮星、中子星和黑洞 , 也都是由于引力的作用,因此引力也是促使天体演化的重要因素。万有引力表现出的是这四种力的合理,你把万有引力的意思曲解了。
不清楚,有个大学物理教授,建议问他:xinyi_chen