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万有引力是怎么产生的

万有引力是怎么产生的

2024-03-07 14:53:22 453浏览

万有引力是宇宙中大部分物质的相互作用。他是把引力视作为由于质量引起的一种基本力。对于万有引力定律的应用在物理中是普遍存在的,那究其根源,大家知道万有引力是怎么产生的吗?先不着急,下面将详细介绍。

万有引力是怎么产生的

从量子力学的理论解释:光子是组成物质的最基本粒子,在信息场相互作用下,光子必须不断改变自己的状态达到与其他光子的平衡。而万有引力其实就是物质存在的一种信息场。从磁场理论解释:世界上所有物质都是原子组成,原子正负电荷互相吸引时,物质之间形成的磁场力就是万有引力。而用相对论解释:万有引力其实是不存在的,它不过是时空扭曲现象的必然结果而已。

在广义相对论中,时间和空间不再是相对独立的存在。考量物体运动的场景,不再是三维空间,而是时间与空间相互联系的四维空间——时空。四维时空则可能不是平直的——它可能是以球面为代表的正曲率空间,也可能是以马鞍面为代表的负曲率空间,只有在曲率为零时它简化为平直空间。而时空的曲率,由其中的物质决定。

由此,从爱因斯坦场方程中,可以求解出不受外力的自由质点在弯曲空间的轨迹,它是四维时空中的一条螺旋状曲线。如果把它投影到三维空间中,恰好是行星在太阳引力作用下的椭圆轨道。也就是说,行星围绕太阳的运动,不过是它在四维时空中的惯性运动,根本不需要什么万有引力。

虽然从各种科学角度去分析万有引力都有不同的解释,但究竟哪种说法更接近真实情况目前还难以定论。而万有引力的产生原理也还有必要进一步去探索求知。但不可否认的是,万有引力的产生原理一旦被求证,必将掀开人类科学史又一伟大篇章。

万有引力四大性质

①普遍性:任何客观存在的有质量的物体之间都存在万有引力。

②相互性:两个物体间的万有引力是一对作用力与反作用力,满足牛顿第三定律。

③宏观性:一般万有引力很小,只有在质量巨大的星球间或天体与天体附近的物体间,其存在才有意义。

④特殊性:两物体间的万有引力只取决于它们本身的质量及两者间的距离,而与它们所处环境以及周围是否有其他物体无关。

万有引力定律是指什么

万有引力定律:自然界中任何两个物体都相互吸引,引力的方向在它们的连线上,引力的大小F与物体的质量m1和m2的乘积成正比,与它们的距离r的二次方成反比。这就是万有引力定律。

万有引力公式使用条件:虽然任何两个有质量的物体间都存在万有引力,但是并不是所有物体间的万有引力都可以用万有引力定律公式计算,公式的使用是有条件的。必须满足下面条件才能使用。

理想条件:两个质点间的万有引力。

实际情况:两个质量分布均匀的球体之间或者一个质量分布均匀的球体和一个质点之间。

万有引力定律的局限

根据牛顿的万有引力定律,一切物体之间都会产生引力,无论它们之间的距离有多远。然而,引力的概念也让牛顿感到困扰,引力究竟是如何在真空中起作用的?引力的传播速度又有多快?

直到生命的尽头,牛顿一直在说,“也许有一天,我们会发现产生引力效果的机制”。

虽然万有引力定律取得了很大的成功,但随着观测技术的进步,这个理论逐渐暴露出了一些更为棘手的问题。天文学家发现,水星近日点的实际进动值与万有引力定律的预言存在差异,这意味着万有引力定律存在局限性。

拓展知识:三种宇宙速度

①第一宇宙速度:v1=7.9km/s,它是卫星的最小发射速度,也是地球卫星的最大环绕速度。

②第二宇宙速度(脱离速度):v2=11.2km/s,使物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度。

③第三宇宙速度(逃逸速度):v3=16.7km/s,使物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度。