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太陽(yáng)轉(zhuǎn)還是地球轉(zhuǎn)

地球圍繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn) 。地球環(huán)繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)稱為地球公轉(zhuǎn) 。因?yàn)橥厍蛞黄瓠h(huán)繞太陽(yáng)的還有太陽(yáng)系的其他天體,太陽(yáng)是它們共有的中心天體,所以被稱為“公”轉(zhuǎn) 。地球公轉(zhuǎn)方向?yàn)槟鏁r(shí)針,與自轉(zhuǎn)方向相同 。
我們都知道,地球一直在圍繞著太陽(yáng)運(yùn)動(dòng),這是因?yàn)樘?yáng)巨大的引力吸引著地球公轉(zhuǎn) 。雖然引力巨大,但由于地球公轉(zhuǎn)速度非???,太陽(yáng)的引力并不會(huì)把地球吸引過(guò)去 。

太陽(yáng)轉(zhuǎn)還是地球轉(zhuǎn)


牛頓定律可以很好地詮釋太陽(yáng)和地球這種引力作用,萬(wàn)物之間都存在著萬(wàn)有引力 。但牛頓并沒(méi)有詮釋引力到底是如何產(chǎn)生的,引力的本質(zhì)到底是什么?
引力是由質(zhì)量產(chǎn)生的,任何有質(zhì)量的物體都會(huì)產(chǎn)生引力 。但物體到底是如何產(chǎn)生引力的呢?
偉大的愛(ài)因斯坦給出了答案 。他提出的廣義相對(duì)論強(qiáng)調(diào),所謂的引力其實(shí)并不存在,引力只是時(shí)空彎曲下的外在表象而已 。
也就是說(shuō),引力的本質(zhì)其實(shí)就是時(shí)空彎曲 。
【太陽(yáng)轉(zhuǎn)還是地球轉(zhuǎn)】愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論提出了“相對(duì)時(shí)空”,時(shí)空具有彈性,就像彈簧床那樣,可以被壓縮,可以伸展,也可以彎曲 。質(zhì)量越大的物體對(duì)時(shí)空結(jié)構(gòu)的影響也越大 。
想象一下這個(gè)畫(huà)面 。
由于太陽(yáng)質(zhì)量巨大,對(duì)時(shí)空的壓縮就比較明顯,造成周?chē)鷷r(shí)空的彎曲,就像把一個(gè)重物放在彈簧床上一樣 。太陽(yáng)會(huì)在時(shí)空結(jié)構(gòu)上創(chuàng)造一個(gè)凹陷 。而太陽(yáng)附近的地球會(huì)感知到這種凹陷,就會(huì)沿著彎曲的時(shí)空做“測(cè)地線”運(yùn)動(dòng) 。
太陽(yáng)轉(zhuǎn)還是地球轉(zhuǎn)


還拿上面的彈簧床舉例子,在彈簧床上放一個(gè)重物,彈簧床就會(huì)呈現(xiàn)凹陷的情況,這時(shí)候把一個(gè)小球放在凹陷的彈簧床上,小球就會(huì)沿著凹陷的彈簧床運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)軌跡的中心就是那個(gè)重物 。
回到我們的太陽(yáng)系 。即使把我們的太陽(yáng)拿走,換成一個(gè)同樣質(zhì)量的黑洞,地球仍舊會(huì)像之前一樣圍繞著黑洞運(yùn)動(dòng) 。地球并不在意太陽(yáng)的位置到底是什么,只會(huì)感受到被壓縮的時(shí)空,沿著壓縮的凹陷時(shí)空運(yùn)動(dòng) 。
太陽(yáng)轉(zhuǎn)還是地球轉(zhuǎn)


這也解釋了“地球怎么會(huì)知道太陽(yáng)到底在哪里?”的問(wèn)題 。因?yàn)楸粔嚎s的時(shí)空總會(huì)有一個(gè)中心點(diǎn),時(shí)空凹陷的“最低點(diǎn)”(更嚴(yán)謹(jǐn)來(lái)說(shuō)就是太陽(yáng)的質(zhì)量中心點(diǎn)),所以地球知道太陽(yáng)就在那里 。
用一句話來(lái)總結(jié)就是:物體告訴時(shí)空如何彎曲,時(shí)空告訴物體如何運(yùn)動(dòng) 。
有人可能會(huì)有這樣的疑問(wèn):你剛才所說(shuō)的“時(shí)空向下彎曲”,但宇宙中并沒(méi)有上下之分,時(shí)空到底該朝哪個(gè)方向彎曲呢?
這里有必要說(shuō)明一下,用彈簧床舉例子,是一種通俗的比喻,更容易讓我們理解時(shí)空的彎曲 。但通俗的解釋往往意味著不嚴(yán)謹(jǐn) 。
太陽(yáng)轉(zhuǎn)還是地球轉(zhuǎn)


彈簧床的例子就是如此,這個(gè)比喻并不嚴(yán)謹(jǐn) 。在宇宙中確實(shí)沒(méi)有上下之分,物體對(duì)時(shí)空的壓縮是朝著所有方向的,時(shí)空彎曲最終都指向物體的質(zhì)量中心 。
用下面這個(gè)動(dòng)圖來(lái)詮釋時(shí)空到底是如何彎曲的,或許會(huì)更嚴(yán)謹(jǐn):
太陽(yáng)轉(zhuǎn)還是地球轉(zhuǎn)


運(yùn)動(dòng)的物體在彎曲時(shí)空的同時(shí),也在不停地拉拽著時(shí)空一起運(yùn)動(dòng) 。
太陽(yáng)轉(zhuǎn)還是地球轉(zhuǎn)


由于質(zhì)量越大,對(duì)時(shí)空結(jié)構(gòu)的影響越明顯,所以像中子星黑洞這樣的大質(zhì)量天體對(duì)時(shí)空結(jié)構(gòu)的影響就更加明顯,尤其是黑洞,它可以無(wú)限拉伸時(shí)空結(jié)構(gòu),這也是為什么有科學(xué)家提出“黑洞可能通向另一個(gè)時(shí)空(宇宙)”的觀點(diǎn),因?yàn)楹诙纯梢园褧r(shí)空彎曲拉伸到無(wú)窮,最終可能連接到其他時(shí)空(宇宙) 。

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