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即使爱因斯坦已经证明牛顿的理论是错误的,我们为什么还要继续研究它呢?

编辑:网友投稿来源:互联网整理更新时间:2021-01-16 08:53:42

爱因斯坦并没有完全抛弃牛顿的观点;事实上,广义相对论很大程度上借鉴了牛顿第一运动定律——除非受到不平衡的外力作用,否则运动中的物体往往以恒定速度保持运动状态。爱因斯坦证明万有引力实际上是由一个巨大的物体引起的时空扭曲。想象一名宇航员在绕地球运行的轨道上。他的运动只受地球引力的影响。(好吧,他的运动也受到月球和太阳引力的微小影响……事实上,他的运动受到可观测宇宙中每一个物体的引力的影响,其程度之小无法估量……但我跑题了。)牛顿可能会把重力描述为一种永远作用于改变宇航员速度方向分量的力。爱因斯坦说,地球的质量导致地球周围的时空发生弯曲,宇航员在弯曲空间中沿着一条局部直线行进。根据爱因斯坦的理论,引力本身并不是一种力;因此,宇航员穿越时空的速度并没有改变……正如牛顿所说的那样。

如果宇航员撞向地面,那么就会有一个合力作用在宇航员身上;将宇航员推离时空速度的合力。牛顿和爱因斯坦会同意力和运动的基本力学,爱因斯坦只是颠倒了牛顿的思想当力作用于宇航员的身体时。

为什么我们还在研究牛顿?因为尽管牛顿的思想不完整,但在大多数情况下,它们仍然会产生非常有用的结果。牛顿力学的预测是非常精确的只要你不做任何疯狂的事情,比如接近光速旅行,或者潜入黑洞。

这里有一个类比:如果你向空中扔一个网球,你可以使用二次方程(忽略阻力)相当准确地模拟它的轨迹。换句话说,网球沿着抛物线运动。事实上,网球沿着一条椭圆轨迹运动,其中一个焦点就是地球中心。但由于你只能看到椭圆的一端,它非常非常接近于抛物线。你只需要切换到椭圆模型,如果你把网球扔得足够用力,地球表面就会在球落地前大幅弯曲。因为我从没见过能把网球扔得这么快的人,这个虽不完全正确但离得够近的抛物线轨迹就足够了,而且值得我们去了解。
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