引力并不存在,其本质是时空的弯曲
当看到一滴水掉落之时,你会想到牛顿还是爱因斯坦。 反正我什么都不会想到,水珠掉落这是再寻常不过的一件事了,没有任何稀奇之处,无非就是做匀加速的自由落体运动。但它的初速度为0,没有任何常规的“外力”施加,那它为什么会运动呢?又为什么只是从上至下掉落,而非从下往上、从左往右、从右往左,或者悬浮静止,又或者随机方向?苹果告诉牛顿答案,牛顿告诉我们答案,这个答案是引力。但是牛顿没有告诉我们的是,引力是如何产生的。 广义相对论的问世让阿尔伯特爱因斯坦成为物理学界的红人,同时也给出了那个两百多年无人知晓的答案:引力不是力,而是时空弯曲的表现。 根据广义相对论,有质量的物质使得时空结构发生变化,从而粒子的运动轨迹发生变化。物质告诉时空如何弯曲,时空告诉物质如何运动。很有趣的一点是,此时退回到狭义相对论再看。其核心思想之一是时间膨胀现象,更具体的解释是光速不变原理。也就是说,爱因斯坦由光速恒定这一定理推导出了整座相对论大厦,中间仅仅相差10年。 因此,我们也许可以换个说法:引力来源于时间的膨胀。个人觉得可以更具体一点来说,是地球的质量造成了时间膨胀,造成了时间的流速存在梯度。反直觉的一件事是,引力越大,时间流速越慢,这是已经被验证被观测无数次的客观事实。时间流逝速度跟两个关键要素有关:引力大小和物质运动速度。因此,离地球越近,时间越慢。离地球越远,时间越快。所以高楼层的时间流速是要快于地面的,但是终其一生产生的时间差在人类的观测角度看来也是忽略不计的。因此,任何物质的两端周围都存在时间流速差,即便是粒子也是如此。 再类比到最开始提到的那滴水,本质上是地球这个超大质量的天体将那滴水往引力源拖拽。更加细节地说,那滴水的首尾两端的时间流速不一样,靠近地球的那端时间流速更慢,远离地球的那端时间流速更快,所以它只能往下掉,而非其它方向。 但是时间只是人类创造出来的用来描述事物变化的计量工具,其本身并不存在。时间的本质说到底是物质的运动,只不过万事万物都处在运动和变化之中,时间才被定义。因此,宇宙的根源是引力,引力的本质是时间,而这两者在物理学的范畴里都不存在。 但是为什么物质会平白无故地扭曲时空,至今也不知道。牛顿在其著作中承认自己无法解释引力的来源,爱因斯坦的广义相对论对牛顿进行了补充,但却没有解释质量为何能弯曲时空。也许在某个不经意间的好奇之中,人类会给出下一个答案。