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重力存在吗,重力的原理是什么?

编辑:网友投稿来源:互联网整理更新时间:2020-05-15 10:30:02

重力是一种结果,也是一种原因。

我会解释的。这是一个相当长的故事,但让我们把它压缩一下。

在19世纪,一位名叫格奥尔格·弗里德里希·伯恩哈德·黎曼(Georg Friedrich Bernhard Riemann)的杰出德国物理学家为相对论奠定了基础。我们将使用anology。

想象你是生活在由平面纸构成的二维宇宙中的二维蚂蚁。你可以在X和Y空间维度中移动你想要的所有东西。你可以穿越你的欧几里得宇宙的长度和宽度,但遗憾的是,你不能穿越它的深度和高度。

那是因为你们还没有长出感觉器官或智力去感知第三维度。

现在想象你的纸张被弄皱了,在平面的X-Y笛卡尔平面上产生了三维的扭曲,在三维空间中创造出你看不到的神秘的山和谷。

但是,当你走在山坡上的时候,你会发现一种神秘的,看不见的力量,阻止你走直线,拖着你向左或向右。这样,你就会明白,力是高维几何的一个结果。这是一个几何图形的表现——在这个例子中,一个皱纹存在于第三维度——只有上帝像人类一样的超维度存在才能看到——但是你,小的2D蚂蚁却看不到。

这是否会让你觉得奇怪,一群聪明、富有想象力的蚂蚁开始思考这个多维度的皱纹,并开始写下数学方程,预测曲线的形状和由那个皱纹产生的力,即使他们看不见它?是的。

然后他们进行了测试。根据蚂蚁在不同地方所经历的力,他们确定了皱纹的形状,根据皱纹的形状,他们可以计算出沿着曲率移动的任何人所经历的力。这是实验得出的结果。

这是对杰出的伯恩哈德·黎曼的过度简化的类比,他是第一个建立万有引力数学装置的人之一,几十年后爱因斯坦用这个装置写出了我们整个历史上最优雅的方程——万有引力场方程。

黎曼的结论是,电、磁和引力是由我们的三维宇宙在看不见的第四维度的破碎所引起的。在那里,你有一个4维流形的存在。

这一次,你们就是蚂蚁,生活在一个有四维皱纹的三维世界里。

现在,就像蚂蚁的第二维度蜷缩在一个看不见的第三维度,我们的第三维度蜷缩在一个第四维度,我们无法看到,但是我们能够通过它与我们,让方程控制,更高的维度。爱因斯坦就是这么做的。由于我们所有的直觉都被困在我们只能感知的世界里,黎曼和爱因斯坦都感知到了一个我们无法感知的数学世界。

他刚刚显示,在一个四维空间,时间和空间可以相互旋转,所以它可以被视为一个单一的实体,称为时空(就像长度、广度和深度可以旋转和交换在3 d的世界通过三维旋转)。

通过增加更高的维度,爱因斯坦可以团结的物理概念,在3 d的世界里,没有连接,如物质和能量,因此他著名的E = MC²或质能方程等价。这是一个从更高维度推导出的方程。

把时空想象成一个四维流形,它会受到质量的影响。爱因斯坦假设了应力-能量张量来描述这个场。这张量给我们确切的“弯曲”的时空存在的质量和能量(相当于质能等价或E = mc²),这个曲率,可称为测地线——一条曲线在更高的维度,我们可以写出方程精确的规则将被遵守的身体穿越时空。

重力存在吗,重力的原理是什么?

但时空的概念是不可测量的。它是不可量化的。在物质的情况下,我们可以量化它的动量。但不是时空。它只是一个四维微分流形。然而,我们可以用应力-能量张量来定义那个包层中的每一个点。这是quantifyable。这个张量定义了这些点上的物质受引力作用的方式。这个东西,会和张量相互作用,它是一个反馈回路。

这既是原因,也是结果。
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