《宇宙的琴弦》(2) 如果太阳爆炸,地球多久能知道?

爱因斯坦狭义相对论解释了时间、空间以及光的性质,阐述了万物的运动速度极限是光速,但是却引出了另外一个问题:以光速为物体运动极限的概念与牛顿17世纪后期提出了引力理论是不相容的,因为引力可以瞬间在两个大大质量星体直接传播。换句话说,引力的速度是应该超过光速的。经过多年研究,爱因斯坦提出了广义相对论。在这个理论中,他又一次革新了我们对空间、时间的观念,他证明它们是卷曲着的,而引力就是那个卷曲的波澜。

1642年,牛顿出生于英国的林肯郡,毫无疑问,他是一位科学天才,他对宇宙有无数的发现,其中最为著名的就是万有引力定律。今天我们知道,我们能稳稳地站在地球上而不会漂浮在太空中,就是地球引力的作用。这样简单的常识,在300多年前,没有人知道苹果会落下的原理和行星围绕着太阳公转的原理是一样的。

牛顿认为两个物体之间的引力大小取决于两个因素:组成每个物体的物质总量和物体间的距离。物体质量越大,引力也就也大,反之越小。并且给出了精确计算引力的方程式,称之为:引力定律。直到20世纪初,引力定律一直被公认为不容辩驳的真理。

但是爱因斯坦的狭义相对论提出了光速是一切宇宙万物的运动速度的最大值。但是按照引力定律,两个物体之间的引力和距离是存在关系的。可以试想太阳突然爆炸之后,原理1.5亿千米的地球会立刻脱离太阳的运动轨道,但是光从太阳到地球需要8分钟,也就是说,引力的速度超过了光速,这显然和爱因斯坦的狭义相对论是矛盾的。

在牛顿提出引力的同时,他并没有解释引力到底是什么,也没有说明引力究竟是怎么发生作用的。两个物体相隔亿万里,他们凭什么发生关系的呢?

1907年的一天,爱因斯坦坐在瑞士的一间办公室里,经过曲折坎坷的思维活动,他终于意识到这个问题的答案。狭义相对论通过相对性原理确立了不同观察者的观点都是平等的。物理学定律对一切匀速运动的观察者都是一样的。但是对于那些加速运动者呢?爱因斯坦发现利用了空间和时间的弯曲来讲加速度和引力联系在了一起。让我们看看他是如何做到的。

爱因斯坦通过一系列实验首先证明了所有加速度运动时,空间都是弯曲的,而且时间也是卷曲的。而且爱因斯坦发现,引力其实就是时间和空间的弯曲。这就是广义相对论的思想精髓。什么意思呢?当没有任何物体或者能量时,空间应该在二维平面上是平直的。但是在这个二维平面上,如果有一个很大质量的物体时,这个物体就会让这个平面凹陷,类似于一个球落入一张网上一样。地球绕着太阳转,仿佛有一个绳子将地球和太阳连接在一起。其实就是地球卷入了太阳将空间凹陷的轨道中,我们称这样的现象叫做引力的作用。所以,导致地球和太阳之间的引力的神秘力量,是因为太阳的存在,导致了空间的弯曲。因此爱因斯坦的广义相对论将空间的弯曲结合在了一起解释了引力的作用,阐述了引力的动因是宇宙的结构。

所以按照这一理论,如果太阳爆炸了,由于引力的作用,我们地球还是需要8分钟才知道太阳爆炸的事实。

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 196,099评论 5 462
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 82,473评论 2 373
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 143,229评论 0 325
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 52,570评论 1 267
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 61,427评论 5 358
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 46,335评论 1 273
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 36,737评论 3 386
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 35,392评论 0 254
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 39,693评论 1 294
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 34,730评论 2 312
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 36,512评论 1 326
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 32,349评论 3 314
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 37,750评论 3 299
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,017评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 30,290评论 1 251
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 41,706评论 2 342
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 40,904评论 2 335

推荐阅读更多精彩内容