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47 引力的本质 时空扭曲（第1页）

47　引力的本质：时空扭曲

牛顿最重要的学术贡献之一，是发现了万有引力定律。任何有质量的物体之间都会因为万有引力而相互吸引。万有引力正比于二者质量的乘积，反比于二者距离的平方。万有引力定律是非常优美的，它可以非常精确地计算和预测天体的运动规律。譬如历史上，海王星就是通过万有引力定律的预测才被发现的。

爱因斯坦却认为，引力是一个假的力。广义相对论认为，时空是可以被扭曲的，而质量的作用就是去扭曲时空，质量越大，时空扭曲得就越剧烈。可以用一张蹦床来类比我们的时空。在蹦**放一个铅球，蹦床就会因为弹性而凹陷，铅球越重，凹陷就越深，就对应更剧烈的时空扭曲。

如果我们在铅球边上再放上一个乒乓球，这个乒乓球会因为蹦床的凹陷滚向铅球。如果意识不到蹦床的凹陷，乒乓球滚向铅球这个动作，就好像受到了铅球的吸引一样。但乒乓球又不长眼睛，它怎么知道有个铅球在吸引它呢？本质上还是因为蹦床的扭曲。同样地，地球受到太阳的吸引，本质上是太阳的大质量扭曲了它周围的时空，地球感受到了时空的扭曲，于是地球的运动状态发生了改变，它的运动状态，就好似受到了太阳的吸引一般。

这就是广义相对论对万有引力的解释：引力不是一个真正的力，而是质量扭曲了时空，影响了其他天体的运动。根据牛顿第一定律，任何不受外力的物体，它的运动状态要么是静止，要么是匀速直线运动。既然地球已经在围绕太阳做椭圆运动了，它必然受到了一个外力的作用，这个外力被总结为万有引力。牛顿关于万有引力的理论，是建立在牛顿第一定律的基础上的。爱因斯坦的广义相对论则是跳出了牛顿定律的框架，它认为时空本身是可以被扭曲的，在扭曲的时空里，即便不受任何外力，也可以做曲线运动。

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