重力被誉为是宇宙重大谜团之一,也是物理学界公认的最神秘、最神奇无法解释的一种力。重力2000多年前人们就已经发现了,但是一直没有一个正确的理解,伽利略算是历史上第一个对重力有所理解的人了。

科学家研究罕见的重力(它是那么强大同时也是那么弱小)(1)

400多年前伽利略发现不管什么东西,受到的重力都是一样的,于是就在比萨斜塔上扔下两个大小不同铁球的实验,结果两个铁球同时落地。当时发现任何东西如果没有空气阻力的话他们都会同时落地,虽然发现了这个现象,但是却没有人能够给出合理的解释。

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后来牛顿通过一个苹果突然明白,原来这个苹果受到地球引力的影响,除此之外,世界上任何东西都会相互吸引,地球吸引我们,我们也在吸引别的东西,于是把这种力叫作“万有引力”,当时的牛顿引发了认知的革命。

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后来牛顿还给出了万有引力的计算公式,通过这个公式计算发现所有的天体运转都符合万有引力,当时所有人都觉得牛顿解开了宇宙的奥秘,但是随着观测技术的进步,发现了一个不符合万有引力公式的天体,那就是水星,水星的公转周期和万有引力计算出来的公转周期不符,大约100年会相差50秒,虽然误差不大,但是怎么观测和计算都无法消除的。

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这个事情也把万有引力拉下了神坛,而且还有一个问题就是,万有引力说的是所有有质量的东西相互吸引,但是后来发现了没有质量的东西也被引力吸引,那就是光,光没有质量但是会被黑洞拉住,后来这些问题被爱因斯坦解决了。

爱因斯坦对引力的理解和牛顿完全不同,他先推翻了牛顿对时间以及空间的理解,牛顿认为时间和空间是永恒不变的是绝对的。爱因斯坦认为时间是柔软的,可以变化的,可以拉长也可以缩短的,爱因斯坦认为速度和重力是等价的,比如我们在没有重力的太空之中生活,那么就要有一个环形的太空舱让它转起来,倚靠离心力形成一个类似重力的环境,这就是用速度来取代重力。

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爱因斯坦的理论还表明重力越大,时间也越慢,这个理论也完美地解释了为什么水星会和万有引力公式不符合。后来用相对论的公式计算水星的公转周期和实际观测的是一样的,爱因斯坦还认为万有引力不需要双方都有质量,因为万有引力根本就不是引力,他认为有质量的东西会将周围的空间压弯,所以靠近这个有质量的东西都会进入一个斜面围着他转。

爱因斯坦对重力还有一个很大的贡献就是预言了重力波,重力会造成空间的扭曲,所以一个有重力的东西在空间有移动就会给空间带来波动,就像水面的涟漪一样,但是重力波是非常微弱的,就算是质量再大的东西能够给空间带来的波动也很小,只有像黑洞这样的天体相撞时候产生的重力波才有可能被我们检测到。

爱因斯坦在1916年预言了重力波,一直到2015年的时候美国第一次检测到了一个来自13亿光年之外的重力波,是由两个黑洞相撞产生的。

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不过爱因斯坦的相对论其实并不完美,他有一个硬伤,解释不了奇异点,奇异点是一个质量无限大的东西,相对论无法计算无限大的东西,而且就算能够计算,但是无法看到奇异点,所以无法验证计算的结果,这个问题一直到爱因斯坦死的时候都没能解决,所以在晚年的时候爱因斯坦否认黑洞的存在。

我们猜想奇异点在黑洞的事件视界里面,事件视界内的所有东西都传不出来,所以我们看不见,在理论上宇宙中存在裸露在外的奇异点,但是目前还没有发现,为什么裸露的奇异点找不到呢,诺贝尔学物理学奖获得者彭罗斯认为宇宙有一种审查制度,宇宙里存在一个审查官,如果宇宙里有任何不符合宇宙法则的东西,这个审查官就会让你看不见它或者抹杀掉它。

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彭罗斯认为宇宙之中也不是没有裸露的奇异点,至少有一个,那就是宇宙大爆炸之初的那一个奇异点,这个奇异点一定是裸露的,但是它爆掉了找不到了。

我们目前认为宇宙中有4种力,分别是强力、弱力、电磁力、重力,其中强力和弱力都是作用在原子核上的,我们感知不到,我们能感觉到到的力有电磁力和重力,除了重力之外所有的力都是电磁力,4种力里面重力是最弱的,虽然它可以让太阳拉住地球,可以让地球拉住月亮,但是它却是最弱的。

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苹果从树上丢下来是因为受到重力的影响,但是我们很轻松就可以把它捡起来,很轻松地就用电磁力对抗了重力,只有到了像一个星球那么大规模的物体才能体现出重力的作用,那么重力为什么那么弱呢,目前主流的科学界认为,重力之所以那么弱是因为重力是可以穿透维度的,由于它在各个维度之中都起相同的作用,所以它的力量被分散了。

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黑洞可以拉住光,但是却拉不住重力波,它是那么强,但是同时也是那么弱,如果我们在地球上哪个地方发现了重力异常的区域也许这就是其他维度正在与我们进行联系,但是我们目前还没有控制重力的技术,这是一个任重而道远的过程。

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