天文在线@什么是重力？爱因斯坦提出广义相对论后，牛顿的定律是错的吗？( 二 )
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1931年1月 ， 阿尔伯特·爱因斯坦在位于洛杉矶城外的威尔逊山天文台的黑板旁 。 天文学家用威尔逊山天文台的望远镜发现了宇宙膨胀 。 图片来源：纽约时报
诚然 ， 空间的弯曲是不容易描绘的 。 一种能帮助理解的类比是 ， 想象把保龄球放在橡胶膜上 ， 保龄球就会弯曲橡胶膜的表面 。 现在想象一个玻璃弹珠沿着橡胶膜的表面滚动 ， 因为膜表面是弯曲的 ， 玻璃弹珠就会沿着弯曲的路径滚动 。 从玻璃弹珠来看 ， 它的行为就像是保龄球对它施加了一个引力 。
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地球的引力场弯曲了时空 ， 就好像沉重的保龄球弯曲了橡胶膜 。 地球附近的卫星在弯曲的空间中运动 ， 看起来就像是绕着地球转 。 图源：space
爱因斯坦的理论能说明牛顿的引力概念是错的吗？并不是 ， 爱因斯坦的理论只是更加精确和详细 。 如果你要计算抛出的篮球何时落地 ， 或者计算下一次日食何时发生 ， 用牛顿引力就足够了 。 但在极端的情况下 ， 比如在极大质量物体的附近 ， 广义相对论的公式更加精确 。 通过广义相对论 ， 我们可以理解一些奇异的东 ， 比如黑洞和引力波 。
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图解：LIGO引力波天文台位于美国华盛顿 ， 2015年9月首次观测到引力波 。
在大多数情况下 ， 科学家仍然继续使用牛顿引力 ， 也包括宇航员 。 1968年12月阿波罗8号宇宙飞船从月球返回时 ， 宇航员威廉·安德斯打趣说：“我觉得大部分时间是牛顿在开飞船 。 ”
引力的研究前景
爱因斯坦的理论成功地帮助科学家解决了天体物理和宇宙学方面的大量问题 ， 但仍不是一个描述引力的终极理论 ， 因为没人知道如何把引力与量子力学统一起来 ， 后者是另一个物理学中的伟大理论 ， 用来描述亚原子领域的现象 。 帕内克说：“问题在于 ， 广义相对论无法很好地与量子力学结合 ， 引力是四种基本力中唯一一个没有量子解释的 。 ”
物理学家希望 ， 未来某个更完全的理论能够把广义相对论和量子力学结合起来 。 如果实现的话 ， 我们又能够以一种崭新的方式来看待引力 。
参考资料
1.WJ百科全书
2.天文学名词
3. xeno- Dan Falk
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