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引力為什麼能時空彎曲

圖文更新时间:2024-11-20 23:27:19

引力為什麼能時空彎曲（引力的本質就是質量對周圍時空扭曲導緻的陷阱和漩渦）1

萬有引力的本質是質量對周邊時空的擾動，這種擾動是把周邊的時空進行彎曲。曲率與質量成正比，影響範圍與距離成反比。

也就是說，質量越大的物體，對自己周邊的時空造成的曲率越大，小質量物體經過大質量物體身邊時，就會受到這種曲率的影響，順着曲率的漩渦往下掉，最終掉到大質量物體的身上。

這種時空曲率從宏觀上表現出來的現象是引力，看起來是兩個物體相互吸引。但引力是這個世界已知存在的四種基本力裡面最弱的一種力，因此小質量物體的引力很小，甚至小到可以忽略不計。比如兩個人，或兩輛汽車，甚至兩座大山，你能感受到他們的引力嗎？

引力為什麼能時空彎曲（引力的本質就是質量對周圍時空扭曲導緻的陷阱和漩渦）2

因此一般來說，隻有在天體的運動中，引力才能夠成為考量的對象。

比如我們地球的引力主要表現為重力，就是物體由于地球的吸引力而受到的力，物體受到的力與質量成正比，我們就感到質量越大的物體越重。

在太空無重力狀态下，物體質量再大也沒有重量（失重狀态）。

根據天體質量的大小，可以計算出其重力加速度。速度是與引力抗衡的條件，适當的速度可以與引力相互抵消，叫環繞速度，就是不被大質量天體引力陷阱所陷落，但也逃不出引力的牽扯。在環繞速度下，小質量物體圍繞着大質量天體在軌道上旋轉，雙方會保持一種平衡狀态；超過逃逸速度，則可擺脫引力束縛飛向遠方。

引力為什麼能時空彎曲（引力的本質就是質量對周圍時空扭曲導緻的陷阱和漩渦）3

地球的環繞速度為7.9千米/秒，逃逸速度為11.2千米/秒。

質量越大相對體積越小的物體，導緻的時空曲率也就越大。太陽的質量雖大，但直徑有139.2萬千米，表面的逃逸速度為617.7千米/秒；白矮星雖然質量在太陽以下，但體積隻有地球大小，逃逸速度需要5000千米/秒左右；中子星質量超過太陽，半徑卻隻有10公裡左右，逃逸速度最高達到150000千米/秒。

黑洞奇點無限小，視界裡面的逃逸速度超過光速。所以靠近黑洞的史瓦西邊界逃逸速度就要接近光速了，那裡的引力漩渦無可阻擋，以後大家若有機會前往黑洞附近可要當心！

引力為什麼能時空彎曲（引力的本質就是質量對周圍時空扭曲導緻的陷阱和漩渦）4

這些質量很大體積卻很小的天體在自己周圍導緻的時空曲率很大，就如漩渦很急陷阱很深很陡峭，靠近的物體就很難逃脫。

但這種時空擾動形成的引力現象與距離成反比，離開越遠消散的越快，呈指數級遞減。但就是到了天邊也還有，所以引力又是超長力，理論上無限遠。但一般出了天體的引力圈（希爾球半徑）就可以忽略不計了。

這個距離并不大，地球的希爾球半徑約150萬公裡，也就是說地球對時空擾動導緻的時空漩渦影響到150萬公裡遠；太陽的希爾球半徑約1光年左右。

引力的希爾球半徑計算涉及到周邊天體，比較複雜，這裡就不多扯了，有興趣的可以看時空通訊過去發過的相關文章。

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