Re: [問卦] 有萬有引力,月亮地球怎麼不會合在一起?

作者: iuvat (disquietude)   2017-10-26 00:31:03
※ 引述《jfsu (水精靈)》之銘言:
: 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。
: 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.引力悖論: https://read01.com/zh-tw/6OP5M.html#.We9NXluCx0w
: 2.穿梭超時空
: 3.一、二、三....無窮大
: 4.業力
原文吃一半
相信大家應該多多少少都有聽過重力波、萬有引力、超弦理論等等的理論,而大家很仰慕(包括我)
的水精靈大大也幫大家補充了很多科普知識,但這一次其實我有些疑惑,希望水精靈大可以
幫我解惑:
重力場是一種封閉弦,其在各種維度下運動[1],雖然在剛開始被廣大的科學家嘲笑,但在三個
帥氣的物理學家發現了重力波後[2],對於超弦理論的闡述也越來越多人能接受,那在
此先不懷疑此一理論的真實性,先就這個理論所架設出來的東西去解釋,我認為水精靈大
還是有很奇怪的點:
1.空間扭曲跟繞著轉的關係?
就跟水精靈大說的一樣,當越靠近質量大的東西,空間扭曲越大,這是廣義相對論的結果,
但照這個說法,地球造成的空間扭曲應該類似這樣(注意這只是示意圖,因為三維空間的扭曲
你無法表現在類三維的圖上)
https://goo.gl/vzWaQp
所以基本上越靠近地球你的彎曲程度越大,所以在這個狀況下,月球應該往地球方向移動會越來越快
畢竟重力場的gradient越大,但實際不然,也不會出現月球因為地球彎曲空間所以讓他不
往地球動。
那到底為何月球不會前進人卻離不開?
這個理由其實很簡單,就好像愛因斯坦狹義相對論的公理一樣,所有的物理定律都要適用
,我們可以僅用能量守恆的觀點去看這件事,想必大家高中都有算過,要用多少初速射出
衛星才能把衛星穩穩的送上外太空,模錯,這就是一個位能跟動能保持一定的狀況,讓月球
可以繞著地球走,你或許會想,那人為何不行?就是因為就如果萬有引力的算法,當你越靠近
地球你受到的重力場就越強,你要跑到一個可以跟這樣能量保持恆定的,你大概就是一拳超人
,這個分析方法你當然也可以用玄妙的廣義相對論解釋,畢竟你在靠近地球時,你空間
彎曲會越大,所以你需要保持繞圈圈的難度相對加深了。那你想說會不會有星球會相撞的
可能,確實有的,最有名的目標為波霎PSR1913+16,這是一個位於天鷹座的雙星系統,距
地21000光年,由兩顆中子星組成,於1974年被普林斯敦大學 Russell Alan Hulse
和 Joseph Hooton Taylor, Jr. 發現。在他們的觀測中發現這兩個天體的公轉週期有變
小的趨勢(也就是愈來愈靠近彼此),這暗示了此系統有能量的減少,但卻未觀測到此系
統有 X-ray 等高能射線的輻射,故以廣義相對論中的重力波來解釋此現象,發現相當符
合[3]。從上面事實可以看到,雙星運動就是能量守恆的結果,你會因為重力波的能量損耗
而改變,你沒辦法有足夠的質量或者是足夠的動量,你也沒辦法轉。
總結,我覺得水精靈大闡述的科普知識都是對的,但是並無法解釋繞著轉這件事,頂多
只有說明萬有引力的來源而已,請大家鞭小力,也希望水精靈大或者是其他大大願意
指出我的不對,幫小弟解惑。
[1] Green, M. B., & Schwarz, J. H. (1984). Anomaly cancellations in
supersymmetric D= 10 gauge theory and superstring theory. Physics Letters B,
149(1-3), 117-122.
[2]Abramovici, A., Althouse, W. E., Drever, R. W., Gürsel, Y., Kawamura, S.,
Raab, F. J., ... & Vogt, R. E. (1992). LIGO: The laser interferometer
gravitational-wave observatory. science, 325-333.
[3]Weisberg, J. M., & Taylor, J. H. (2004). Relativistic binary pulsar B1913+
16: Thirty years of observations and analysis. arXiv preprint
astro-ph/0407149.
作者: StillAtNight (Rainy)   2017-10-26 00:34:00
摁摁摁我也是這樣想的
作者: blueshock2 (與倫比)   2017-10-26 00:35:00
先推,免得被發現看不懂
作者: wei1234567 (Wei)   2017-10-26 00:37:00
推 終於有同樣疑惑的人了
作者: MinaseNayuki (水瀨名雪)   2017-10-26 00:40:00
給你一百分
作者: killerchi (叔叔腰好痛)   2017-10-26 00:41:00
所以我常說 ptt上的資訊要先思考過 對了 我看不懂啦
作者: em4 (通通去吃寶路啦><)   2017-10-26 00:43:00
欺負文組膩
作者: justwedave (dave)   2017-10-26 01:21:00
112
作者: sunsolars   2017-10-26 01:39:00
果然跟我想的類似

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