自然界有四種基本力,分別是電磁力、弱相互作用力、強相互作用力和萬有引力,在這四種基本力中,萬有引力是最弱的力,也是一種可以作用於無限遠的遠端力。
然而,雖然它是最弱的力量,但它可以主宰整個宇宙,例如引力可以使重元素聚集形成行星,星雲坍縮產生恆星,星系演化都依賴於引力。
萬有引力的發現者是著名的艾薩克·牛頓,他在1687年提出了萬有引力定律,它告訴我們,任何物體之間都存在萬有引力,它的萬有引力與它們的質量成正比,與距離的平方成反比。 也就是說,物體的質量越大,引力越強,反之,質量越小,引力越小。
通過萬有引力定律,我們可以知道天體的運動規律,以及計算天體的質量,以及物體如何擺脫天體的引力場等,例如計算物體繞地球的軌道速度和逃逸速度。
然而,牛頓雖然發現了萬有引力的存在,但他並不知道萬有引力是如何產生的,總之,萬有引力的本質是什麼。
直到1916年,20世紀最偉大的科學家阿爾伯特·愛因斯坦發表了一篇**,即廣義相對論,人們才知道引力是如何產生的,在廣義相對論中,人們認為引力其實不是一種力,而是一種引起時空曲率的質量幾何現象, 物體的質量越大,時空的曲率就越大,這種彎曲現象就是引力的根源。
我們可以把看不見的時空想象成一部電影,當放進乙個有質量的物體裡,膠片會形成乙個凹陷,而這個凹陷就是質量引起的時空曲率,隨著質量的增加,凹陷的程度會變得更強,比如地球之所以繞著太陽轉,就是因為太陽的質量很大, 這使得周圍的時空發生嚴重的彎曲,導致地球和其他天體沿著測地線移動。
通過廣義相對論,愛因斯坦還預言了很多現象,比如黑洞的存在,就是黑洞的質量把周圍的時空彎曲到極限,導致光在彎曲的時空中無法逃脫。
還有引力波,即當乙個有質量的物體在時空中加速時,時空的曲率隨位置而變化。 而由此產生的扭曲會以光速以波的形式向外傳播,在時空中產生漣漪,就像你把石頭扔到池塘裡一樣,它會在池塘表面產生漣漪,並在石頭入水的地方向外傳播。
除了上面的,還有引力透鏡效應等等,這些都是在廣義相對論中預言的,現在這些也都得到了證實,綜上所述,引力的本質其實是時空曲率引起的幾何現象!