廣義相對論能證明牛頓的萬有引力是錯的嗎?

時間 2021-05-09 10:35:42

1樓:

可以。在低速近似條件下,牛頓給出的計算確實是對的,但是這不代表他對引力本質的理解是對的。

引力本質上是一種不可逆的熱力學現象,而牛頓力學是可逆的理想化虛構模型,二者風馬牛不相及。事實上,愛因斯坦之前的物理學嚴格意義上並不是真正的物理學,而是數學。

2樓:rlphd

廣義相對論沒有認為牛頓的萬有引力理論是錯的,而是它是牛頓的萬有引力理論的另乙個版本,即狹義相對論版的萬有引力理論。

亞里斯多德認為宇宙是以地球為中心轉的……

哥白尼發現,不對啊,地球明明是繞著太陽轉的嘛。當時許多人聽到這個,都被震驚了……

克卜勒說明了地球是怎樣繞著太陽轉的,總結出了一套詳細的地球運動的規律,主要包括以下3點:

運動的軌道:行星是沿著橢圓形的軌道繞太陽運動的,太陽在該橢圓的其中乙個焦點上。

運動中的速度的變化:在相同的時間裡,行星和太陽的連線掃過的面積相等。

運動的週期:行星繞太陽一周所需的時間的平方與它到太陽的平均距離的立方成正比。

到那時候,「地球是繞著太陽轉的」這個說法就被確信無疑了。但克卜勒沒有說明為什麼,他甚至自己不相信,比如他發現地球是沿著橢圓形的軌道繞太陽轉的,克卜勒認為橢圓形太醜了,應該是完美的正圓形才對,但儘管如此,克卜勒總結的地球繞太陽轉的規律,即使是在現在看來,也是相當精確的,但克卜勒始終都沒有找到其原因,真是可惜……

牛頓回答了地球為什麼會那樣轉的,可以說說了應該是克卜勒說的但他卻沒有說的。牛頓拿著克卜勒的研究資料左看右看,覺得很神奇,他認為那只是眼前的東西,遠處肯定有著更根本的東西。經過一番研究之後,他終於完美地解釋了克卜勒的資料中所描述的現象,他認為那一切都是萬有引力作用的結果,這可算是大功告成了,而且還順帶著發現了無論是地球還是太陽,它們都是普通物體,只不過距離遠了點,質量大了點。

地球繞太陽轉的道理,跟蘋果落地的道理是完全一樣的,不一樣的只是蘋果離地面太近了,而地球離太陽很遠。在牛頓的研究過程中,亞里斯多德的研究成果可算是幫了牛頓大忙了,如果蘋果離地面也很遠,那麼根據亞里斯多德的研究,地球跟牛頓的頭是一樣的,都是圓的,那時的蘋果掉下來不但很難砸到牛頓的頭上,就連地面都不大可能砸到,因此蘋果一般都會繞著地球轉。但他沒有對引力本身做更多的說明,反正就是有這麼乙個東西導致了出現那些現象,至於那個東西是什麼他沒有說,一方面,他認為那是另乙個話題了,是沒有必要說明的。

因為所謂「弄懂某個東西」,其實就是拿另乙個東西去解釋那個你想要弄懂的東西。廣義相對論真的是真正地弄懂克卜勒定律了嗎?也不是,廣義相對論只不過是換了乙個東西去解釋克卜勒定律,而之所以要拿那個東西而不拿牛頓拿的東西去解釋,那是因為那個東西跟狹義相對論有關,拿那個東西去解釋,會把狹義相對論跟克卜勒定律統一起來而已。

牛頓已經拿東西解釋了,因此牛頓已經弄懂了,所以不需要再弄了。另一方面,他可能認為以後會有人因像他那樣而對在他的理論中所說的感到好奇而去研究的……

果然,愛因斯坦從另乙個角度解釋了克卜勒定律,拿了乙個特別的東西——狹義相對論來解釋,這也等於解釋了引力,但不是像牛頓所認為的因對在他的理論中所說的感到好奇。當時,愛因斯坦的狹義相對論正被炒得火熱,但愛因斯坦卻發現了裡面有乙個問題,狹義相對論跟大名鼎鼎的萬有引力理論似乎存在著矛盾,而後者的名氣可不小。這可把愛因斯坦急壞了,於是他就開始研究引力了,最終,乙個新的理論解決了這個問題,這個新的理論被後來的人們稱為「廣義相對論」,它是萬有引力理論的另乙個版本。

3樓:Kevin Wayne

嚴格地講,廣義相對論是牛頓引力在強引力場下的修正,牛頓引力則是廣義相對論的弱場極限。

廣義相對論之於牛頓萬有引力定律,類似於麥克斯韋方程組之於庫侖定律。

4樓:Allanguanyu

首先,我要說萬有引力沒有錯。牛頓的引力理論已經得到充分驗證,並且在生活中得到廣泛應用。比如飛機火箭上天,人造衛星軌道計算等都依據的是牛頓引力理論,而不是相對論。

一般來說,牛頓物理適用於物體質量不是很大,運動速度不是很快的情況。可以負責的說,牛頓引力論在太陽系內應用沒有問題。但是出了太陽系,遇到十分緻密的天體如中子星,黑洞時就無能為力了。

或者在極大尺度下研究整個宇宙時,它也失去了作用。這個時候,廣義相對論就必須要用到了。

廣義相對論和牛頓的引力理論不衝突,也就是說牛頓的引力論包含在廣相中。具體來說,愛因斯坦場方程,這個廣相的核心方程,在弱引力條件下可以用數學推導出牛頓的引力方程。

值得一提的是,愛因斯坦本人在研究廣相時就特意要與牛頓引力來保持契合。而場方程中的乙個係數8piG就是從牛頓引力中獲得的。

可見乙個新的正確科學理論的誕生,絕不是把以前的理論全部推翻,而是其對自然本質把握更深,應用範圍更廣,從而將原有理論囊括進來。所謂海納百川就是這個道理吧

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