宇宙中的一切现象都可以用4种基本力进行解释,除了生命的轨迹(比如你明天、明年,你的未来会发生什么)。

在前面的文章中有详细展开 强力与弱力,但这两种力只作用于微观世界,所以许多人都不是太清楚。

万有引力的一些公式(通俗聊聊万有引力)(1)

后边会用几篇文章详解 引力与电磁力,对这两种力大家会熟悉许多,因为它们作用于宏观世界,影响着我们眼中所能看到的一切。

这些力看着很玄,但逻辑很简单,就是用来解释物体的复杂运动。

宇宙中的一切都归于运动,如果没有运动,静止与死寂的宇宙将不复存在,时间的本质也是物质的运动。

反过来,只要能把万物的运动轨迹弄明白了,也就能获得与上帝同台竞技的资格。

万有引力的一些公式(通俗聊聊万有引力)(2)

说白了,现在的大一统理论,就是要把这些力都统一到一个框架下面来。

他们认为宇宙应该拥有一种简洁的美,就像计算机一样,虽然看着眼花缭乱,但归根结底也就是0和1,而宇宙的本源也应该像0和1一样的简洁。

现在回到我们这次的主题:什么是万有引力?

万有引力就是四种基本力里的引力。

万有引力的一些公式(通俗聊聊万有引力)(3)

万有的意思很明显,就是说这种力是普遍存在的,任何两个有质量的物体之间都有这样一种力,谁也跑不掉。

说得更直白一点就是:万物之间都会相互吸引。

是不是有一丝疑惑:如果万物之间都有吸引力,那么我和车子、房子、妹子、票子之间也都有吸引力吗?为什么从来没感觉到?

的确是都有吸引力的,只不过这些力都太小察觉不到(这里指的是物理上的吸引力,包括针和线之间都有吸引力)。

为什么引力小呢?

当然是因为质量小,上面所指事物的体重在引力眼中不值一提,要想感受到引力,就得选个质量大的。

万有引力的一些公式(通俗聊聊万有引力)(4)

要不选择高楼大厦,再不行选择珠穆朗玛峰,但很可惜,引力还是太小,我们依然感觉不到。

别慌,地球上的事物没办法让我们感受到引力,但我们可以把目光移到地球之外,或者地球本身。

认真想一想:苹果为什么会往下落,不会飘到天上去?

你每次跳起来之后为什么都会落回地面?

月亮围着地球转、地球围着太阳转、为什么各星系之间都能够有序运转?

是的,这些都是万有引力在发挥它的作用,当我们了解广义相对论后,就会对引力更加熟悉。

万有引力的一些公式(通俗聊聊万有引力)(5)

我们所习以为常的一切运动、所司空见惯的一些现象都是引力在协调、调配,引力深深影响着每个人的生活,它给了我们安全感,也给了我们恐惧。

引力虽然是万有的,但是它非常微弱,我们需要地球这个级别的物体才能直观感受到它的存在。

我们在地球上感觉不到万有引力,那是因为我们一出生就在地球上,引力所产生的现象让我们觉得是理所当然的。

如果去月球上或者暴露在太空中,就会有更直观的感受。

万有引力的一些公式(通俗聊聊万有引力)(6)

下面举个例子来推导引力的存在。

根据牛顿的力学定律:

***如果没有外力影响,物体会一直保持原来的运动状态,原来是静止的,后面就一直静止;原来有一个速度,后面就一直以这个速度匀速直线运动***

根据这个定律,当我们跳起来时,应该会以刚起跳的速度一直向上方运行,永不停歇,就像在太空中被割断绳子的宇航员一样。

那我们为什么在跳到一定高度后会落回到地面呢?

万有引力的一些公式(通俗聊聊万有引力)(7)

那是因为当我们跳起来后会慢慢减速,到了最高点速度为0后,然后开始反向加速下落。

在整个过程中,速度的大小和方向都发生了明显的变化,这就表明跳跃时肯定受到了其它外力的影响,

这个力让我们的速度发生了改变。

但是,我们跳起来后明明没有跟任何东西接触,那这会是什么力呢?

答案是引力,是我们和地球之间的万有引力。

任何两个物体之间都有引力,地球和地面物体之间当然也有。

我们可以把地球想象成一个巨大的吸铁石,它对地面上的任何东西都有强大的吸引力,所以高处的物体总会往低处走。

万有引力的一些公式(通俗聊聊万有引力)(8)

地球强大的引力不仅会把离开地面的东西吸回到地面,还能吸住月球让它围着地球转。

如果还有对引力不太明白的朋友,可以望向家里的天花板,去试着看天花板上能不能倒着走路。

当然,那肯定是走不了的,但为什么我们可以在朝着下方的地球上走路,而这一面的所有东西也都没有漫天飞舞?

对的,那就是引力。

到了这里,相信大家对引力也都有了一个概念。

但这还远远不够,虽然我们知道苹果下落、月亮围着地球转都是引力造成的,那引力具体是怎么影响它们的呢?

万有引力的一些公式(通俗聊聊万有引力)(9)

这个地球引力到底会使苹果以多大的加速度下落?1秒后苹果的速度是多大,2秒后会下落几米?它会使月亮以多大的周期围着地球转?

这些都离不开万有引力定律,下一篇将会详细展开。

这里留一个思考题:为什么月亮不会被地球吸过来,地球不会被太阳吸过去,它们之间又为什么会留下一个能够让生命生存的距离?

万有引力的一些公式(通俗聊聊万有引力)(10)

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