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史理論

歡迎來到101時間旅行。數千年來,我們多次嘗試去解釋或者描述萬有引力以及一種“時間”現象。在古代哲學文章裡,這種現象有時被稱作“時間之箭”。為了獲得對時間旅行的充分了解,我們需要理解時間、地心引力以及“統一場”的歷史理論。

我們對於我們周遭的各種物理力量仍然還不能全然理解。但隨著時間的推移,我們能更好地理解存在於我們周圍的神奇宇宙以及它運作的方式、時空之間的相互影響以及無處不在的所謂的量子場。發現超時空裂洞以及其它時空隧道是理解宇宙如何運作及其神奇本質的必然結果。

雖然西方社會經歷了許多黑暗時代,但是早在公元前330年,亞里士多德(Aristotle)所謂的四元素——土壤、水、空氣和火,自然界中都有其獨特的地位。他認為,地球上的物質儘管本質相同,但是重量較大的物質下落的速度較快,能夠比其它物質更快落到地上。

伽利略?加利雷(Galileo Galilei,1564…1642)在1604年推斷重力產生了一種明確的加速度,而不是速度,並且這種加速度對於真空中運動的物體的影響是相同的。重力加速度的普遍性正是基於眾所周知的弱等效原理。

當艾薩克?牛頓(Isaac Newton,1643…1727)先生於1606年意識到月球軌道的執行如同蘋果掉落到地上一樣都依賴於地心引力時,他為地心引力理論做出了重大的貢獻。在引力公式中,引力與其到地心距離的平方成反比。牛頓將平方反比定律與他的三大運動定律、物體之間的引力以及它們之間距離的平方的反比結合在一起,形成了重力普遍理論。此理論闡述了在每個物體之間都存在吸引力,其大小與它們之間距離的平方成反比。

勒奈?笛卡爾(Rene Descartes,1596…1650)在較早的時候根據行星上的內部壓力漩渦提出了非定量的引力理論,但是牛頓並沒有提供引力產生的原因。實際上,他甚至拒絕將它稱為一種引力,而是將它稱為“機體相互之間產生的重力吸引”。這一理論足以推出開普勒(Kepler)的行星運動理論、海洋潮汐以及分點歲差規律。在1846年,人們利用這一理論推測並發現了一個新的星球——海王星。因此,牛頓的萬有引力定律被認為是人類科學史上最偉大的突破之一。

如果用數學的方式來表現牛頓的萬有引力定律,那麼萬有引力是F,它的公式為F=Gm(1)m(2)/r^2,其中兩個粒子的質量分別為m(1)和m(2),粒子之間的距離為r。G是萬有引力比例常數,它是一個不能夠用太陽系觀察資料來確定的未知量,它能夠提供質量的比例以及G和質量之間的乘積。G的值最初是由亨利?卡文迪什(Henry Cavendish)在1798年確定的,他計算出了兩個已知重量的球體之間的萬有引力的大小。這個實驗後來被稱為“測量地球的重量”,因為一旦G的值確定了,那麼地球的重量m(e1),就能夠根據天文學上的Gm(e)價值公式來得到確認。這個實驗已經在多次重複的基礎上有了很大的提升。目前學術界公認的G的值為6。67259×10^(…11)N?m^2/kg^2。

現代理論

1905年,阿爾伯特?愛因斯坦(Albert Einstein)提出了相對論,這個理論很好地修正了牛頓的萬有引力定律。愛因斯坦試圖以一種與觀察者的移動相獨立並與所選擇的座標相協調的方式來描述引力。他的工作促使了幾何理論的產生,這種理論透過純粹的時空連續體來描述地心引力。根據這一幾何理論,地心引力影響著一切在空間中運動著的所有形式的物質和能量。因此,愛因斯坦的理論服從弱等價原理,所有做自由落體運動的物體的重力加速度相同。

除了描述了地心引力對物體的影響,愛因斯坦還描述了物體對於地心引力的影響。愛因斯坦在1915年完成的這個理論被稱為廣義相對論。儘管愛因斯坦的理論與牛頓的理論有著很大的不同,但是它們在系統(這個系統的引力場十分微弱,其速度與光速比較起來也很慢)預測上基本有著相同的效果。行星運動促使了經典牛頓理論的產生。但愛因斯坦的理論解釋了一些牛頓從未意識到的存在於太陽系中的現象。

比如水星近日點進動。19世紀,根據牛頓理論的預測,人們認為它會以每世紀43″的速度進動;愛因斯坦理論所預測的結果與其在歲差上有著很大的不同。另一個類似的自然現象是太陽引

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