引力有速度么,如果太阳突然消失,地球是一下飞出去还是等8分钟再飞出去( 二 )


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但如果是非惯性参考系,非平直的时空又是什么样子呢?
后来,爱因斯坦又花了10年的时间来研究,就提出了广义相对论,研究的就是弯曲时空的特性 。结果,他发现质量可以引起时空的弯曲,或者说,引力并不存在,存在的是时空的弯曲 。

引力有速度么,如果太阳突然消失,地球是一下飞出去还是等8分钟再飞出去

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我们也可以说,引力的本质其实是时空的弯曲 。
按照这个说法,我们再来看地球和太阳的关系 。地球之所以绕着太阳转,本质上是因为太阳压弯了周围的时空,而地球沿着时空的“测地线”(也就是时空的“直线”)在运动 。
引力有速度么,如果太阳突然消失,地球是一下飞出去还是等8分钟再飞出去

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按照爱因斯坦的广义相对论,如果现在太阳消失了会如何呢?
这个时候,时空开始恢复,但是时空是受到光速的约束,也就是说,它的传递速度其实是光速 。也就是说,地球并不会马上沿着轨道的切线方向飞出去 。此时,地球还不知道太阳消失了,要等过了8分20秒之后,地球才会沿着轨道的切线方向飞出去 。这是因为太阳和地球之间距离1.5亿公里,光跑完这段距离需要这么多时间 。
引力有速度么,如果太阳突然消失,地球是一下飞出去还是等8分钟再飞出去

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从这里我们不难看出,在这一点上,牛顿理论和爱因斯坦的相对论得到的结果是不一致的 。不过,目前的观测结果和实验都更加支持爱因斯坦的广义相对论,它是比牛顿万有引力定律更加普世的物理学理论 。
如问题:当太阳消失,地球究竟是立即飞出去还是以光速的从太阳到地球的距离所经过的时间后飞出去 。
实际上就是引力是即时超距作用还是以一定的速度例如光速作用的问题 。
以牛顿的为首的经典力学会认为引力是超距的从万有引力公式上F=G*M m/R^2可以看出,只跟引力参数G,各自质量Mm以及物体质心直接距离R的平方有关,没时间参与在内,所以是即时的 。
而爱因斯坦,则假设光速是不变的,并从中推论出狭义相对论并进一步以时空一体观念发展出广义相对论,从其方程式中得出引力的速度是光速的 。
科学家也在近年得到了来自深空的引力波,并声称其符合相对论的设想 。这样看来就像把问题解决了,但这是一种间接又间接的测量,观测到的数据又经过猜想和理论修正的 。
那究竟有没什么直接的方法吗?从楼主的问题上看,我们不可能等到我们的太阳消失去测量 。
在理想的情况下,假设我们弄清楚了某巨型星系A内各主序恒星的运行轨迹,选取一个距离较远的几个恒星以及它们的星系中心作为测量目标,由于可见光或者说电磁波以光速在真空中传播或运行,那么当某一天我们观察到这个星系的核心天体毁灭时:
以经典力学看,以这个时间点为例就可以观察到他们的位置开始脱离了他们的轨道位置;
以爱因斯坦的理论看,这个时候所观察的目标恒星还没开始脱离轨道 。
而这个方法是可行的,因为在可观察宇宙中星系的诞生和灭亡几乎每年都出现,只要我们运气好,有足够近距离的星体灭亡,总有一天会观测得到 。
希望大家在有生之年内可以得到预想中的结果 。
“宏观不解相对论,微观不决量子学”:) 感谢阅读!