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万有引力会不会根本就不存在

2024-03-01科学

我试着用通俗易懂的语言给大家解释一下为什么说万有引力可能并不存在,我们从一个大家都理解的小实验开始吧。

当我们在一个加速行驶的卡车里,加速度保持不变,在车顶挂一个小球。小球肯定是向后飘起,某个角度,一直不变,想象一下你开车猛踩油门。是不是有个推背感?这个推背感就是因为汽车做加速运动产生的一个力,如果汽车一直加速。那你会一直有推背感,如果把你悬挂在车顶,你也会和这个小球一样飘起来。

当我们在车外看的时候。我们当然知道,这是因为卡车在做加速度运动,他们的合力就产生了加速度。导致小球在车厢里漂浮着,但是如果你从出生就在这个车厢里,从来也没看过外面的世界。车厢中的你是不是就懵了?除了拉力和重力?如果以车厢为参考,系车厢从始至终都没有动。那怎么球就飘起来了呢?如果你在车厢里做个受力分析,你会发现小球受到绳子的拉力和重力的同时还在受着一个莫名其妙的力在影响,所以才会飘起来。

那车厢中有个聪明的人就会假设车厢有个与卡车运动反向的加速度,乘以小球质量,那么这个小球就平衡了,那这个聪明的人名字叫牛顿。物理中假设的这个力是个假想力,他的学术名称叫惯性力,他并不是一个真实存在的力。

因为站在更高维度的我们,是知道这个力的产生是因为车厢有个向前的加速度。但是车厢里的人是不知道的,这里可能有些人还不太明白,我们再举个例子。如果你从高空中自由落体下坠,你的状态是飘着的,你并不会感受到重力。这就是失重状态,你身边的一切物体,即使你放手,也会和你保持相对静止的状态。

现实情况是,轻的物体会比你落得慢,学过两个铁球同时着地的朋友都会知道。轻的物体下落慢是因为空气阻力,不是因为重力。假设你的下坠在真空环境下进行。你身边的一切都和你保持相对静止,假设这个高度足够高,这个人从出生到死亡一直处于真空下坠状态。那么他的一生中就不会存在重力,这样的情况是不是很像太空环境,其实不仅仅是相似。爱因斯坦说过真空自由落体和太空环境是完全一致的状态。

我们再进一步,如果你在车顶挂不同质量的小球,你会发现他们飘起来的角度都是一样。然后乘以他们本身质量后,你会发现作用于不同小球上的力的大小也是不同的。那么这就说明那个聪明人之前假想的惯性力不是仅仅作用在我们一开始的那个小球上。而是作用在所有的物体上,这就说明,他假想的惯性力其实是个力场,从此。万有引力诞生了,万有引力就是牛顿假想的一个惯性力场,不同质量的物体,受到的引力大小也不一样。

当你站在更高维度看,你才会知道,其实这个力不存在,只因为我们从出生到现在。一直都在宇宙这个车厢里,就像车厢里的人,一直不理解为什么小球会飘着。所以假设了一个惯性力场,那牛顿不理解为什么苹果会落地,所以假设了万有引力。就像我们站在车厢外面看车厢内的小球,我们都知道并不是因为有个力在拉着他。而是因为卡车在加速。

这就是为什么爱因斯坦的狭义相对论说:在惯性参考系下,物理法则保持不变,也就是说,如果参考系不是惯性的匀速的,那么牛顿三大定律就不适用了。这也是为什么现在中学课本称牛顿三大定律为经典物理学,并不是说它不对。而是说,它存在局限性,这些理论只适用于我们日常的基础物理,对于尖端的物理与科技。高速和强场我们所学的基础物理知识有些就不适用了。

如果引力是假想力,那我们的太阳系以及我们能接触到的宇宙空间,甚至整个宇宙。都在做加速运动,就像整个宇宙都在车厢里被卡车带着做加速运动。我想大多数人都知道,地球在绕着太阳,以每秒三十千米的速度在公转。但是,很多人不知道的是,太阳带着整个太阳系,以二百三十千米每秒绕着银河的中心在公转。

所以说,在你有生之年的每一秒,你都出现在宇宙中的不同的地方,不要想着明年的今天你还会回到宇宙中的这个点,不管你现在坐在哪,你永远也回不到你现在所处的宇宙空间了。所以,好好珍惜当下。那接着问,银河绕着谁在转呢?我们不知道,但是可以确定的是。银河也以每秒五百到六百千米的速度相对于系外的参考系在运动,这样一环套一环。人类想要跑到车厢外面去看看,真是路漫漫其修远兮。

第一个质疑万有引力的其实是牛顿自己,他在写给三一学院院长的信中就写到:我知道那里有个例,我就叫他万有引力吧。但是那个力是怎么产生的,我不知道。只能留给后人去研究了。

我们通常用万有引力去解释一些物理问题,只是用了牛顿得到的这个结果去解释现象。但是产生这一结果的根本原因,牛顿直到死也不知道,也许这就是为什么牛顿晚期研究神学的原因之一吧。