为什么引力会导致空间弯曲

冷门知识 | 丰富你的知识储备 · Oct 13, 2022 · 6m

2017年10月16日，人类首次发现双中子星引力波。说起引力，你可知道为什么引力会导致空间弯曲呢？万有引力是牛顿的伟大发现之一，万有引力定律表述为：任何两个物体都是相互吸引的。引力的方向沿着两个物体之间的连线，引力的大小跟两个物体的质量乘积成正比，与它们的距离平方成反比，比例系数叫作牛顿引力常数，或者叫万有引力常数。牛顿并没有告诉我们万有引力有什么更深层的起源，也就是说，牛顿认为万有引力是基本相互作用力。我们并不觉得这有什么奇怪，例如，电磁力就是电磁力，也不可还原为更加基本的力。万有引力定律十分强大，既可以解释地球上一切受到地球吸引的物体的运动，也可以解释天体的运动，例如地球如何绕太阳做椭圆运动，月亮如何绕地球做椭圆运动，还可以解释潮汐现象，可以解释银河系、星系团的结构和起源。从牛顿到爱因斯坦之间的250年间，几乎没有人怀疑过万有引力定律，也没有人想修正这个理论。那么，爱因斯坦为什么要修改万有引力定律？是他发现有什么现象万有引力定律解释不了？还是有什么天体的运动规律突然偏离了万有引力定律？或者，爱因斯坦觉得万有引力定律背后还有更深的物理原因？启发爱因斯坦寻找新的万有引力理论的动机有两个。第一个，他的狭义相对论某种意义上是麦克斯韦电磁理论需要的运动学。爱因斯坦狭义相对论的第一篇论文的题目就是《论动体的电动力学》，他想知道不同惯性系之间电磁学运动方程之间的关系。他发现在狭义相对论中，麦…