引力如何工作我们是否会开发反引力技术?

  我们在生活中的每一个生活瞬间都会经历引力,而从未真正考虑过它。但这是什么,我们实际上了解吗?

  例如,希腊哲学家曾经认为行星和恒星是众神领域的一部分。据他们估计,它们受到所谓的“自然运动”的影响。

  尽管他们并没有对此概念进行更多的发展,但是直到16世纪伽利略和第谷布拉赫(Tycho Brahe)的工作之前,它仍然是西方思想中的主要思想。

  他们的工作将有助于引发我们对引力的理解的革命,最终由艾萨克牛顿(Isaac Newton)进行了解释。

  引力,如牛顿假定,是维系地球轨道绕太阳运行的力量。你可能在上学时可能会记得,引力通常被定义为:

  换句话说,任何有质量物体都会对任何其他有质量物体施加引力,同时也受到其他有质量物体施加的引力。物体的质量越大,它们之间的距离越短,它们相互施加的引力的拉力就越大。

  每当你跳到空中,不小心将桌子上的东西撞掉或在公园里扔一个球让狗抓到时,你都会直观地知道自己的行动的后果。他们最终都回到地面。

  之后的爱因斯坦(Einstein)对引力做出了与牛顿完全不同的解释。根据他的理论,引力是时空连续体中的一个曲率。物体的质量使物体周围的空间发生变形和弯曲。这扭曲了物体(和光)必须经过的路径,从而产生了我们“感觉”为引力的效果。

  爱因斯坦还介绍了“等效原理”的概念。这说明引力和惯性力具有相似的性质,并且通常是无法区分的。

  为了说明这一点,假设你正坐在一艘没有窗户的宇宙飞船中,你无法从周围环境观看到外部宇宙。在这种情况下,将无法判断你受到的力是引力引起的还是火箭沿特定方向加速的结果。

  正如我们所看到的,艾萨克牛顿和爱因斯坦在帮助理解引力方面取得了重大进展,但我们仍不确定它到底是什么,或者说它实际上是否是一件事。

  这也是一种可测量的现象,是自然界中最弱的力量之一。比如,考虑一下普通的冰箱磁铁。它们很容易抵抗来自地球等巨大物体的引力。你也可以通过跳跃来逃避引力的影响,尽管是暂时的。

  在大尺度上,我们当前的引力理论对于帮助预测大物体的行为非常有用,但是在很小的量子尺度上,当前的引力理论不起作用。

  这是当今物理学中最大的问题之一。许多物理学家希望有一天能够创建一种统一宏观和量子物理学理论,以帮助解释正在发生的事情。

  引力是宇宙中最基本的“力量”之一。关于它如何工作的争论,无论引力如何,它都是地球生命的重要组成部分。

  引力是地球上的物体具有重量且不会简单地漂浮到太空中的原因。如果你生活在质量较小的行星上,那么你的体重会减轻,并且能够跳得更高。

  引力还使地球保持在所谓的“戈尔德洛克区”(Goldilocks Zone)内-距我们的太阳的距离,在这个范围内水以液态存在。这恰好这对生命至关重要。

  引力还有助于保持地球大气层,为我们呼吸提供空气。例如,火星的大小不到地球的一半,质量只有地球的十分之一。更少的质量意味着更少的引力,实际上火星的大气密度只有地球的1/100。

  引力在使我们的星球保持一致方面也发挥了作用。引力也是使月球绕地球运行的原因。月球的引力将海洋拉向月球,引起海洋潮汐。

  但是,有趣的是,地球上所有地方的引力强度并不都相等。在地下质量较大的地方比在质量较小的地方稍强。

  我们之所以知道这一点,是因为有两架NASA航天器以及它们的引力恢复与气候实验(GRACE)任务。

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