引力的速度为什么不可能是无穷大,我们是如何测量的

某人的引力不需要时间,任意距离的两个物体之间的引力作用都是瞬间的 。引力的速度就是光速 。我们如何衡量它?在四种基本力中,引力是最弱的 。那么科学家如何测量它的速度呢?在宏观世界中,物质之间的作用力主要是电磁力和引力,其中电磁力的本质是光子的交换,是我们观察周围世界最常用的介质,而引力一般产生于质量物体之间,是引力使它们相互结合 。
引力的传播速度是光速,我们是如何测量的?

引力的速度为什么不可能是无穷大,我们是如何测量的


引力的传播速度是光速,我们是如何测量的?宇宙空间中的四种基本作用力是强相互作用力、弱相互作用力、电磁力和引力,其中强相互作用力和弱相互作用力是反映在微观粒子层面,分别是原子的结合力和核子产生衰变的作用力 。而在宏观世界中反映出的物质之间的作用力主要是电磁力和引力,其中电磁力的本质是光子的交换,是我们观察周围世界最常用的媒介,而引力则是普遍产生在有质量的物体之间,是使之具有相互结合趋势的吸引力,
在四种基本作用力之中,引力是最弱的,那么科学家们是怎么测量出它的速度的呢?引力的本质1687年,牛顿正式提出了万有引力定律,从而将物体在一定的时间和空间的运动问题,以数学表达式的形式加以确定,而宇宙星体之间的运行也在此基础上得到了很好的诠释,根据万有引力定律,人们描述两个物体之间的万有引力,与它们的质量成正比、与距离的平方成反比,很多科学家根据牛顿万有引力定律,成功预言或者推测出了诸如哈雷彗星、海王星等天体的存在,为人类社会深入认识宇宙的形成和发展奠定了坚实的基础 。
然而牛顿并未就引力的本质,即引力产生的原因作出说明,到19世纪时,世界经典物理理论体系已经基本建成,其重要标志就是以经典力学、经典电磁场理论、经典统计力学为3大支柱,在这种背景之下,物理学中迈克尔逊实验结果和以太漂移说互相矛盾的结果,向人们诠释了宇宙并未全部因“引力”而统一,势必还有更深层次的原因有待人们去探索和破解 。
20世纪初,爱因斯坦提出了狭义相对论,其中有两条基本原理,其一是狭义相对论性原理,即物理规律在所有惯性参照系中都具有相同的表现形式,从而否定了以太假说;其二是光速不变原理,即在所有惯性参照系中,光在真空中的速度稳定保持一个数值,不会因惯性参照系的不同而发生改变,爱因斯坦的狭义相对论,将物体的运动、时间、空间统一了起来,并且将质量和能量进行了统一,据此推导出狭义相对论之下的质速方程、尺缩方程、钟慢方程、质能方程 。
1915年,爱因斯坦又提出了广义相对论,在狭义相对论的基础上又增加了一条基本原理,即惯性质量等同于引力质量,指出在没有物质的情况,时空是平直的,而空间中一旦存在物质,那么质量就会使时空发生弯曲,认为引力产生的根源是时空的弯曲造成的,在广义相对论的基础上,爱因斯坦推导出了引力波的存在 。从以上广义相对论的基本原理,我们可以看出,引力的本质其实并非直接由质量产生,而是间接通过质量,引发时空曲率的产生,使大质量物体周围的空间发生弯曲,然后周围物体沿着弯曲的时空运行,
引力波的发现刚才提到了,早在上世纪初,爱因斯坦就推导出了引力波的存在 。其实,引力波的推导,是在广义相对论下应用洛仑兹不变性的结果,但是,由于引力是四种基本作用力中最弱的,根本不可能直接由仪器进行测量空间中每时每刻都存在的这种力 。同时,宇宙中运动的物体,基本上是在各种引力作用下呈现平衡状态的运动模式,根本看不出在这种引力场环境中引力的波动,

推荐阅读