假如明天没有太阳(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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话说科学家一直都有一个伟大的梦想,这种梦想就好像是帝王想要统一领土一样,他们总想着实现“大一统”理论。牛顿追求过,失败了;爱因斯坦追求过,也失败了。他们的失败其实有时代的原因,当然也有可能是根本就不存在大一统理论。这些都是后话,但是如果我们放眼整个物理学的发展,你就发现在成就位列第一梯队的物理学家都实现了部分统一。
在牛顿之前,人们认为月上和月下是不同的,说白了,就是天上有一套规则,而地上有一套规则。而牛顿在哥白尼,伽利略,开普勒的成就之上,统一了“天上”和“地下”的物理学。也就是说,天上和地下用的物理学是一样的。
接下来实现统一的是麦克斯韦,麦克斯韦在法拉第等科学家的成就上,提出了麦克斯韦方程。
麦克斯韦方程统一“电”和“磁”。也就是说,电和磁其实是一回事。并且他还预言了电磁波的存在,光是一种电磁波。这后来也被赫兹所证明。
但是,牛顿理论和麦克斯韦理论,在“光速”上是有矛盾的。麦克斯韦方程告诉我们,光速在任何惯性参考系下都是不变的,但是牛顿理论,光速却没有得到特殊的对待。
那问题到底出在了哪里呢?如果要说谁会是物理学史上第一梯队的成员,那无疑就是牛顿、麦克斯韦和爱因斯坦了。
所以,接下来出场的就是爱因斯坦,他统一了“时间”和“空间”,将它们并称为“时空”(当然,其实爱因斯坦不止统一了时空,他还统一了质量和能量,提出了质能方程)。爱因斯坦认为:
光速是时空的特征属性,描述了任意两个事件之间的时空距离。
也就是说,光速是“时空”的一种几何性质,光速不变原理决定了:
任意两个事件的时空距离都是不变量,不会随参考系的改变而改变。
后来,爱因斯坦的老师闵可夫斯基建立了光锥,有一句很有名的话是这么说的:
光锥之内就是命运。
通过光锥,我们可以知道的是,过去决定现在,现在决定未来。举一个最常见的例子,如果你照镜子,你看到的其实不是现在的自己,而是过去的自己,而现在的自己,将会被未来的自己所看到,这就是因为光速是时空的特殊属性所造成的。
而地球之所以绕着太阳转,牛顿认为是万有引力作用,爱因斯坦则认为引力的本质实际上就是时空的弯曲,太阳压弯了周围的时空,
而地球只是沿着时空的测地线在运动。这里补充一句,测地线指的其实就是空间中两点之间的最短距离。就好比在二维平面上走直线是一个道理。
所以,如果太阳突然间消失了,太阳消失的这个事件会影响到未来,时空传递的速度就是光速,而地球和太阳之间的平均距离达到1.5亿公里,太阳消失的事件要影响到地球,要等到8分20秒之后才可以。
所以,如果太阳消失了,结果应该是这样的,距离太阳最近的水星会先从轨道上甩出去,紧接着是距离太阳第二近的金星,然后才是地球,火星,木星…………
总结一下,地球之所以绕着太阳转,是因为太阳压弯了周围的时空,地球沿着时空的测地线在运动。当太阳消失后,由于光速是时空的特殊属性,它描述了任意两个事件之间的时空距离,因此,地球要等到8分20秒之后,才会飞出轨道。