萬有引力是怎么產(chǎn)生的


萬有引力是宇宙中大部分物質(zhì)的相互作用。他是把引力視作為由于質(zhì)量引起的一種基本力。對于萬有引力定律的應用在物理中是普遍存在的,那究其根源,大家知道萬有引力是怎么產(chǎn)生的嗎?先不著急,下面將詳細介紹。
萬有引力是怎么產(chǎn)生的
從量子力學的理論解釋:光子是組成物質(zhì)的最基本粒子,在信息場相互作用下,光子必須不斷改變自己的狀態(tài)達到與其他光子的平衡。而萬有引力其實就是物質(zhì)存在的一種信息場。從磁場理論解釋:世界上所有物質(zhì)都是原子組成,原子正負電荷互相吸引時,物質(zhì)之間形成的磁場力就是萬有引力。而用相對論解釋:萬有引力其實是不存在的,它不過是時空扭曲現(xiàn)象的必然結(jié)果而已。
在廣義相對論中,時間和空間不再是相對獨立的存在??剂课矬w運動的場景,不再是三維空間,而是時間與空間相互聯(lián)系的四維空間——時空。四維時空則可能不是平直的——它可能是以球面為代表的正曲率空間,也可能是以馬鞍面為代表的負曲率空間,只有在曲率為零時它簡化為平直空間。而時空的曲率,由其中的物質(zhì)決定。
由此,從愛因斯坦場方程中,可以求解出不受外力的自由質(zhì)點在彎曲空間的軌跡,它是四維時空中的一條螺旋狀曲線。如果把它投影到三維空間中,恰好是行星在太陽引力作用下的橢圓軌道。也就是說,行星圍繞太陽的運動,不過是它在四維時空中的慣性運動,根本不需要什么萬有引力。
雖然從各種科學角度去分析萬有引力都有不同的解釋,但究竟哪種說法更接近真實情況目前還難以定論。而萬有引力的產(chǎn)生原理也還有必要進一步去探索求知。但不可否認的是,萬有引力的產(chǎn)生原理一旦被求證,必將掀開人類科學史又一偉大篇章。
萬有引力四大性質(zhì)
①普遍性:任何客觀存在的有質(zhì)量的物體之間都存在萬有引力。
②相互性:兩個物體間的萬有引力是一對作用力與反作用力,滿足牛頓第三定律。
③宏觀性:一般萬有引力很小,只有在質(zhì)量巨大的星球間或天體與天體附近的物體間,其存在才有意義。
④特殊性:兩物體間的萬有引力只取決于它們本身的質(zhì)量及兩者間的距離,而與它們所處環(huán)境以及周圍是否有其他物體無關。
萬有引力定律是指什么
萬有引力定律:自然界中任何兩個物體都相互吸引,引力的方向在它們的連線上,引力的大小F與物體的質(zhì)量m1和m2的乘積成正比,與它們的距離r的二次方成反比。這就是萬有引力定律。
萬有引力公式使用條件:雖然任何兩個有質(zhì)量的物體間都存在萬有引力,但是并不是所有物體間的萬有引力都可以用萬有引力定律公式計算,公式的使用是有條件的。必須滿足下面條件才能使用。
理想條件:兩個質(zhì)點間的萬有引力。
實際情況:兩個質(zhì)量分布均勻的球體之間或者一個質(zhì)量分布均勻的球體和一個質(zhì)點之間。
萬有引力定律的局限
根據(jù)牛頓的萬有引力定律,一切物體之間都會產(chǎn)生引力,無論它們之間的距離有多遠。然而,引力的概念也讓牛頓感到困擾,引力究竟是如何在真空中起作用的?引力的傳播速度又有多快?
直到生命的盡頭,牛頓一直在說,“也許有一天,我們會發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生引力效果的機制”。
雖然萬有引力定律取得了很大的成功,但隨著觀測技術的進步,這個理論逐漸暴露出了一些更為棘手的問題。天文學家發(fā)現(xiàn),水星近日點的實際進動值與萬有引力定律的預言存在差異,這意味著萬有引力定律存在局限性。
拓展知識:三種宇宙速度
①第一宇宙速度:v1=7.9km/s,它是衛(wèi)星的最小發(fā)射速度,也是地球衛(wèi)星的最大環(huán)繞速度。
②第二宇宙速度(脫離速度):v2=11.2km/s,使物體掙脫地球引力束縛的最小發(fā)射速度。
③第三宇宙速度(逃逸速度):v3=16.7km/s,使物體掙脫太陽引力束縛的最小發(fā)射速度。