沒有什么能超過光速 ， 而黑洞能陷住包括光在內的一切東西 。 那么 ， 引力是如何逃脫黑洞的呢？這個問題很有趣 ， 這能讓大多數人真正理解引力 。 答案是 ， 引力的作用方式并不是一般人所想的那樣 。

對于引力最直觀的認識無外乎這是兩個物體之間的作用力 。 例如 ， 地球對月球施加引力 ， 而月球對地球亦是如此 。 牛頓在發現萬有引力定律時 ， 就使用了這種引力的“力學模型” 。 直到1900年代早期 ， 這才被確定為引力理論 ， 至今我們仍在使用 。 但在構造這個引力模型時 ， 使用了一些假設 。
假設我們有一個只有單一質量的宇宙 。 想象一個朝四面八方延伸的空間 ， 所有質量都集中在其中心 ， 我們記為A 。 那這樣的質量是否具有引力？如果引力只是一個物體與另一個物體之間的相互作用力 ， 那么這個答案就是否定的 。 沒有其他的質量能給A施加引力 ， 所以沒有引力 。 如果在這個宇宙中增加一個質量 ， 記為B ， 那么B和A將會互相施加力的作用 ， 這樣引力就會存在 。 但引力只存在A和B之間 ， 而宇宙的其他空蕩地方則就沒有 。



這個力學模型存在的一個問題就是它需要質量跨空間對另一個質量施加力的作用 。 這個“超距作用”的問題由法國數學家、天文學家皮埃爾-西蒙·拉普拉斯（Pierre-Simon Laplace）在1800年代早期部分解決 。 他的想法是 ， 質量肯定是通過某種能量與另一個質量產生關聯 ， 他稱之為場 。 另一個質量把這種場感受為一個作用于它們身上的力 。 所以如果我們再次想象一個孤獨宇宙中的質量A ， 我們會說A有一個圍繞著它的引力場 ， 即使宇宙中沒有其他質量 。 這消除了超距作用的需要 ， 因為當我們把質量B放入到宇宙中時 ， 它只是感受到這個位置的引力場 ， 并受到引力的作用 。 我們知道這個引力場是由于一些距離外的A ， 而B只是感受到在其位置有一個引力場 。
這個力學模型和牛頓萬有引力的引力場模型都給出了相同的預測 ， 所以在實驗上這二者并無區別 。 然而 ， 場的概念更容易用數學來處理 ， 并且場也被用來描述電和磁之類的東西 ， 所以我們一般把牛頓引力視為一種場 。
但這又會引發另一個問題 。 假設在A和B的宇宙中 ， 我們突然改變A的位置 ， 那B感受到這個改變需要多長的時間呢？換言之 ， 如果我們改變了A的位置 ， 這個改變將會以多少速度在引力場中傳播呢？當拉普拉斯思考這個問題時 ， 他發現引力場中的變化會立即發生 。 “引力的速度”將會是無限的 。 例如 ， 如果引力以光速傳播 ， 地球所圍繞的引力中心將是8.3分鐘前的太陽位置（光從太陽傳播到地球需要8.3分鐘的時間） 。 因此 ， 地球的軌道會隨著時間的推移而變得不穩定 。
當時 ， 認為引力作用的速度是無限的這個觀點并不被視為一個問題 。 事實上 ， 它是用作一種論據來反駁當時所提出的替代引力觀點 。 但在1900年代早期 ， 愛因斯坦提出了狹義相對論 ， 指出沒有什么能超過光速 。 如果是這樣的話 ， 那么我們的引力理論就會出問題了 。 到了1915年 ， 愛因斯坦提出了一種新的引力理論 ， 這就是廣義相對論 ， 它同時能滿足牛頓的引力模型和狹義相對論 。



今年年初 ， LIGO已經成功探測到引力波
根據理論 ， 當兩個大質量天體（如中子星）互相環繞時 ， 它們就會產生引力波 ， 并向外輻射出來 。 這些引力波將會以光速傳播 。 而在今年年初已經成功地探測到了引力波的存在 。

猜你喜歡

• 晨起刷牙惡心是怎么回事？
• 鐘鼓饌玉不足貴修辭手法 鐘鼓饌玉不足貴修辭手法是什么
• 為漢家除殘去穢翻譯 為漢家除殘去穢翻譯是什么
• 《湄公河行動》中的哮天犬是何來頭？
• 如何從零開始編纂家族史？
• 為什么機窗上有一個小孔？
• 記敘文的六要素 記敘文的六要素分別是
• 細的反義詞是什么字 細的反義詞是什么
• 學霸是怎么養成的？
• 美國建國的大功臣竟然是蚊子？