Re: [問卦] 為什麼會有重力引力

[jfsu (水精靈)]

※ 引述《stantheman (甜心寶貝)》之銘言：
: 蹦啾各位科學家
: 小弟是文組肥宅啦
: 高一理化上完後就沒再接觸過物理學了
: 小弟最近踩到榴蓮才又想起的牛頓發現地心引力的故事
: 但是後來深思牛頓被蘋果打到的故事
: 才發現牛頓其實好像也沒解釋為什麼宇宙中會有地心引力呢
: 他只是說有個東西叫做地球引力會把所有的物體帶往地表
: 卻沒告訴我們為什麼一個很重的物體就能產生超強大的吸力把周圍的物體都吸過來
: 那現在物理學上已經可以研究到幾億光年以外的黑洞
: 下可以探索到極極極極微小的夸克
: 那現在要解釋宇宙間為何有重力和引力應該很容易吧
: 所以強大的理組科學家們客服告訴我們這些文組肥宅們
: 為什麼這個宇宙間會有引力呢？
: 引力的生成原來是什麼呢？科科


其實，牛頓的萬有引力定律(Law of universal gravitation)，在一般使用上，
就是大家常說的重力（Gravity）。在物理學上，萬有引力或重力是指
具有質量的物體之間加速靠近的趨勢。

早在1692年，一位與牛頓同時代的牧師賓特利(R. Bentley)寫了一封信問牛頓說：
「如果宇宙是由有限的星體構成，而且重力是吸引力而非排斥力，那麼，宇宙為什麼
不會瓦解？所有星體最終應該被吸引而撞在一起，整個世界將產生爆炸或撕裂。」

ps.這封信並沒有引戰的意味，賓特利只是想利用牛頓的理論來反對無神論者，
　 因為他的體系符合基督教教義，揭示出了一個穩定、河蟹的宇宙。

當下牛頓讀完信件內容，臉色大變，因為賓特利指出了他的重力理論的一個致命傷：
「任何住張重力是吸引力的重力學說，在本質上一定是不穩定的。任何有限的星系，
　最終將會在重力之下瓦解。」

幾天之後，牛頓顫抖的手握著筆，在給賓特利的信中寫著：「要創作一個維穩、和諧
的19大...咳咳...宇宙，星體的數目不會是有限的，每顆行星各方向都受到重力的
吸引，如此一來，所有的重力都會互相抵消。」

這個被稱為賓特利謬論(Bentley Paradox)讓牛頓非常頭痛，他不得不承認自己的理論
在這個問題。其實他自己心知肚明，這樣一個狀態是假的，只要一點點輕微的擾動就會
崩潰，不單單是一句業障重可以輕易帶過。

最後他只好將答案交給上帝：「上帝需要調整某些行星，來防止在重力作用下跑到
一塊兒，以免宇宙瓦解。」

好吧，不要被別人說我們都在欺負上帝，換個方法講：「感恩seafood 讚嘆seafood!
要不是沒有seafood的渡化，業力終將引爆。」

1916年，愛因斯坦總結了廣義相對論，當他碰到賓特利謬論時，愛因斯坦從他的著名
方程式中找到了解答：「宇宙是處於一個不是在擴張就是在收縮的狀態，宇宙是會動的。
不過，礙於當時學術界的壓力，他只好提出「宇宙常數」，也就是反重力的作用力會
抵消掉讓星體之間的吸引力。」

1929年，天文學家哈伯證明了宇宙是動態的、持續在擴張中。愛因斯坦聽到消息，
也只能懊惱地說：「提出宇宙常數是這輩子最嚴重的失誤。」

ps.雖然如此，這個宇宙常數到了現代卻成了一個新的研究課題，或許它會決定
　 宇宙最終的命運。


回到原po的問題，簡單而言，依據廣義相對論，萬有引力並不是真正的力，而是
時空彎曲的表現，是由於質量存在造成的。想像將一顆保齡球放在四邊都拉緊的床單上，
保齡球的重量會讓床單產生凹陷。此時，若將一顆彈珠扔到床單，彈珠將會沿著圓形
(或是橢圓形)軌道繞行著保齡球。以此類推，月球繞地球運行，是因為地球的存在
造成空間彎曲。
(ps.以牛頓式的觀點來看，保齡球發出一無形的引力拉著小彈珠繞轉)

我們之所以會站在地球上而不會被拋向外太空，並不是因為萬有引力，而是由於
地球在我們的周圍持續形成空間彎曲所致。

萬有引力不再被科學家視為獨立的力，而是空間的幾何學概念，在那個空間中，所有
的物質都順著巨大質量造成的彎曲沿短程線(geodesics，在彎曲空間中廣義的最短直線）
前進。


以上

Reference
1.穿梭超時空
2.一、二、三....無窮大
3.業力

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對流血一週仍然不死的生物千萬不能大意……。


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推 dogberter: 可是彈珠會滾下去撞到保齡球耶 星球呢
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推 JoeyChen: 是力的概念還是空間幾何的概念比較簡單?
推 art1: 所謂的力非力，是空間扭曲後的一種現象
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推 shala: 不是還在研究重力子？
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推 MippiDing: 那為什麼星球不會被往內拉呢？彈珠最後
→ MippiDing: 還是會往下撞到保齡球吧？
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→ soulstar01: 床單概念應該有考慮到空氣阻力
推 ARNOwww: 問不會被往內拉的是怎樣 就是會啊
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推 menshuei: 就是物質要有”合適"的重量，必須有對
→ menshuei: 應的"屬性"如果沒有這個"屬性"那就不會
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推 youjan: 質量會扭曲空間,重力是空間扭曲的現象,不
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推 gout005: 所以說 質量是什麼
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推 phage1807: 會被往內拉啊，只是速度太慢沒感覺
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推 j022015: 那這樣講 暗物質很重 真空有密度 宇宙間
→ j022015: 和海洋沒兩樣了
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→ a1qazbgt5: 要不是有地球的重力在，保齡球怎麼造
→ a1qazbgt5: 成彈珠往中間滾
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推 a1qazbgt5: 如果說宇宙間代表保齡球的是地球、扮
→ a1qazbgt5: 演床單的是空間，那扮演地球的是什麼
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推 erosecs: 宇宙常數不是被暗能量所解釋了?
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推 i9100: 沒有上帝粒子？
→ linotwo: 最後一段只解釋了重力透鏡的原理
→ linotwo: 卻沒解釋靜止物體的加速度怎麼來
推 poisonB: 推 不考慮轉職youtuber嗎？
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推 a2654133: 水精靈大什麼時候出書
推 a2654133: → a1qazbgt5: 要不是有地球的重力在
→ a2654133: 保齡球怎麼造成彈珠往中間滾
→ a2654133: 同有疑問
推 yw1002: 我猜這個問題第一步是量綱分析 dimension
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→ yw1002: 電磁力在量子力學提出後有一個無量綱的
→ yw1002: fine structure constant 然後標準模型
→ yw1002: 又有一個planck mass 表示質量在量子化上
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推 yw1002: 可以先看一下牛頓的萬有引力定律它是二次
→ yw1002: 式 為何不能有更高次的形式?多項式都有N次
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