爱因斯坦成长在十九世纪晚期,当时正值电力时代初来乍到,电力点亮了城市,催生出各式各样著名物理学家牛顿永远也无法想象的科技,这些发展攸关于一个爱因斯坦从小就很着迷的东西:光。这里所说的光不是在说灯泡或是街灯而是光的本质。爱因斯坦执迷于其中一种尤其奇怪的特性,光的速度,这将带领爱因斯坦推翻牛对对于空间的看法。

地球上没有了重力会怎么样(我们每天都能感受到地球的重力)(1)

比如说我站在街头,而你以逼近光速接近,我就会看到空间在调整,所以你的车会变得几乎只有几寸长,我也会听到你的手表秒针跳得很慢。但对于坐在车里的你来说,你的手表秒针跳动正常,而车里的空间也会和平时一样。但是当你向车外看,会看到空间正在猛烈调整,这一切都是为了维持光速这个常数。

所以对爱因斯坦来说,时间和空间不再是固定而绝对的,反倒会因为运动而融合在一起,形成一个单一的实体,称之为“时空”。而在爱因斯坦眼中,这个空间的新形象将会解答一个深深的谜题,关于宇宙中一种最普遍的力量:重力。

牛顿知道重力能让物体互相吸引,而他的定律精准预测了重力的强度,但重力式怎么运作的呢?地球是如何隔着虚无空间,牵引着几十万公里远的月球?感觉就像是中间有隐形的线相连,但是大家都知道不是这样的。

地球上没有了重力会怎么样(我们每天都能感受到地球的重力)(2)

而牛顿定律并没有提供解释。爱因斯坦发现牛顿的重力学说没有给出重力的本质,他需要想出其中的机制。在设法解谜十多年后,爱因斯坦达成了惊人的结论,重力的秘密就在时空的本质中,这比他先前体会到的更有弹性。时空就像布料一样可以伸展,这和当年牛顿的理论相比有了一个极端的突破。

我们都玩过桌球,想象下,把桌球想象成时空,把那些球想象成空间中的物体。如果时空像桌面一样平坦,物体就会呈直线行进,但若空间像不料能伸展弯曲呢?这感觉或许有点奇怪。如果把中午放在有弹性的时空会如何呢?重物会把时空压成凹陷形状,如果这时再打球,这个球就会沿着布料被重物压出的凹陷走。

地球上没有了重力会怎么样(我们每天都能感受到地球的重力)(3)

地球上没有了重力会怎么样(我们每天都能感受到地球的重力)(4)

而这让爱因斯坦领悟到这就是重力运作的方式,是因时空内的物体造成时空扭曲,换句话说,重力就是时空本身的形状。月球沿着轨道走,不是因为被神秘力量往地球牵引,而是因为沿着被地球在时空中所创造出来的凹陷弧形而滚动。

地球上没有了重力会怎么样(我们每天都能感受到地球的重力)(5)

因为爱因斯坦,我们知道空间变得不只真实,而且还有弹性。突然间空间有了性质,突然间空间有了曲率,突然间空间有了弹性几何,这开启了我们对现实的全新思考,用来描述整个宇宙。爱因斯坦也因为这项观察而留名青史。

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