广义相对论与万有引力有着什么样的关系和联系?
万有引力是自然界四大基本作用力之一,而广义相对论是对万有引力的全新诠释,并弥补了牛顿力学万有引力定律的不足。
四大基本作用力分别是:强相互作用、弱相互作用、电磁力和万有引力。
其中万有引力最先被人类认识,首次提出并构建万有引力引力体系的,正是大名鼎鼎的艾萨克·牛顿,牛顿在1687年出版了他的著作《自然哲学的数学原理》,该书奠定了近代科学的基础。
牛顿认为,引力是一切有质量物质的基本属性,无论两个物体相距多远,本质上它们之间都存在相互吸引的作用力,这种力和两者质量的乘积成正比,与两者距离的平方成反比。
至于物体间的引力是如何传递和作用的,牛顿时代无法解决这个问题,于是在牛顿的万有引力中,引力就是一个超距作用,默认引力的传递不需要时间。
到了1905年,爱因斯坦建立狭义相对论,推导出光速是宇宙中信息传递的极限速度,于是牛顿力学万有引力的超距作用,就明显和狭义相对论相矛盾。
直到1915年,爱因斯坦建立广义相对论,才彻底解决了这个矛盾。
广义相对论认为:万有引力的本质是时空弯曲,质量(或者能量)是时空弯曲的原因,物体在弯曲的三维空间中运动,就会有靠近大天体的趋势,这个趋势的直观效应,就是引力的吸引作用。
换句话说,在广义相对论中,“引力”并不存在,之所以两个物体相互吸引,是因为物体在弯曲空间中运动造成的等效效应。
这种等效效应由广义相对论引力场公式描述,在引力弱的地方,该公式就会退化为牛顿力学的万有引力定律。
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