引力是如何把宇宙聯(lián)系在一起的,，一代又一代的科學(xué)家們，又是如何不斷提出和完善引力理論,，探索宇宙奧秘的呢,？

當(dāng)牛頓坐在他的花園里時(shí),，一個(gè)蘋果落地了,，于是牛頓看到了過去任何人都沒有看到的東西,，一個(gè)蘋果吸引了世界,，同時(shí)地球吸引了這個(gè)蘋果，這是通過自然的相互作用力做到的,。這種力讓一切事物得以存在,，從行星到恒星，一切都生存在統(tǒng)一的懷抱里,。

一,、牛頓及其提出的引力定律是如何一步步被推上神壇的？

有人在給牛頓寫人物傳記的時(shí)候,，問他是怎么產(chǎn)生萬有引力的想法的,。牛頓回答：當(dāng)時(shí)他坐在花園里，在筆記本上寫著東西,，突然一個(gè)蘋果從樹上落了下來,，他不禁想到為什么蘋果總是會(huì)垂直落到地上呢？于是引力的理念就進(jìn)入了他的腦海,。

這個(gè)故事聽起來頗具傳奇意味,，真假難辨,，但不得不說牛頓的引力定律對(duì)科學(xué)界貢獻(xiàn)極大，以至于有人在喬布斯去世后表示,，有三個(gè)改變了世界的蘋果,，它們是亞當(dāng)?shù)奶O果，牛頓的蘋果和喬布斯的蘋果,。

牛頓是個(gè)遺腹子，他的父親在他出生前的三個(gè)月就去世了,，母親改嫁后,，牛頓跟著外祖父母長(zhǎng)大，性格十分孤僻,，整天沉浸在自己的想象當(dāng)中,，他會(huì)搭建風(fēng)車和橋梁的模型，會(huì)在石頭上刻下日軌,，記錄太陽的運(yùn)動(dòng),，從小就能力非凡，在舅舅的幫助下,，18歲的牛頓得到了在劍橋大學(xué)學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì),，他系統(tǒng)學(xué)習(xí)了數(shù)學(xué)和科學(xué)，吸收了古希臘人的哲學(xué)思想,。

1665年一場(chǎng)瘟疫撕裂了倫敦,，牛頓便跑的鄉(xiāng)下，度過了離群索居的18個(gè)月,。在此期間,，他發(fā)現(xiàn)了光學(xué)與顏色的定律，微積分與二項(xiàng)式定理的科學(xué)以及萬有引力定律,，徹底改變了科學(xué)的面貌,。

在牛頓之前，曾有很多人對(duì)星球進(jìn)行過探索,，雖說人們以為地球是宇宙的中心,，直到哥白尼提出了“日心說”，為了說明地球圍繞太陽轉(zhuǎn)的原理,，卡洛斯等人提出了辭力的概念,，再后來開普勒提出了三大定律，說明行星的運(yùn)行軌道是一個(gè)橢圓,，行星離太陽越遠(yuǎn),，它的運(yùn)行速度就越慢，這一點(diǎn)恰恰也說明行星離太陽越遠(yuǎn),，它身上的引力也就越弱,。正是在苦苦思索開普勒定律的基礎(chǔ)上,，牛頓發(fā)現(xiàn)了引力，那么引力的數(shù)學(xué)定律究竟是什么呢,？

想要回答這個(gè)問題,，就必須要提到一個(gè)人，他叫伽利略,，伽利略有一個(gè)著名的實(shí)驗(yàn),，觀察球從斜面上管下來的速度，最后得出的結(jié)論是物體在不受外力作用的情況下,，將以勻速運(yùn)動(dòng),。牛頓認(rèn)同了這一說法，并在此基礎(chǔ)上提出,，除非有外力作用使這個(gè)東西發(fā)生變化,，否則任何物體都將保持靜止的狀態(tài)，或是勻速直線運(yùn)動(dòng),。

回答完這個(gè)問題，牛頓又開始發(fā)問：究竟是什么樣的力在扭曲行星的運(yùn)行,，改變它原本的直線軌道,，讓它以橢圓的軌道運(yùn)行呢？至此向心力的概念便應(yīng)運(yùn)而生了,。比如說你在繩子的一端捆上一塊石頭,，用手拉著繩子讓石頭在你的頭頂旋轉(zhuǎn)飛行。常識(shí)告訴我們,，尺度越重,，你就越需要更大的力量去拉住繩子。于是牛頓認(rèn)為引力就是一條看不見的繩子,，他拉住了行星,，讓他們沒辦法飛離軌道,。

不管牛頓關(guān)于蘋果的故事是真是假,，他的關(guān)鍵處在于，牛頓意識(shí)到了把蘋果拉上地球的力與迫使月亮圍繞地球旋轉(zhuǎn)的力是一種東西,，物質(zhì)與物質(zhì)之間存在著一種力,，力的作用是相互的。當(dāng)你走在路上有一個(gè)人和你擦肩而過,，你們兩個(gè)人之間就存在著引力,，只不過這些力太弱了，讓人注意不到,。但當(dāng)物體的質(zhì)量像地球那么大時(shí),，這種利益就表現(xiàn)出來了,。因此我們才會(huì)被牢牢的吸在地球上，而不會(huì)掉進(jìn)太空,。

牛頓發(fā)現(xiàn)引力后,，22年都沒有把這一發(fā)現(xiàn)公布于世，直到牛頓的一個(gè)朋友哈雷,，在多次征求他的意見后發(fā)表了原理一文,，從此引力定律橫空出世，給世界帶來了極大的震撼,。后來哈雷本人還運(yùn)用原理中的思想,，發(fā)現(xiàn)了哈雷彗星。

牛頓的引力理論除了能解釋蘋果的下落和行星的運(yùn)動(dòng),，還能解釋什么呢,？

下面要說的就是大洋上的海潮，我們都知道潮起潮落是一種很常見的自然現(xiàn)象,，那它是怎么產(chǎn)生的呢,？

牛頓提出潮汐是由月球的引力造成的,，因?yàn)橐Φ拇嬖?，大洋表層的水被用力拉開，向著月球的方向隆起,，這種隆起有兩處,，分別在海洋離月球最近和最遠(yuǎn)的地方，地球在自轉(zhuǎn),，因此每隔24個(gè)小時(shí),，這兩處隆起的地點(diǎn)就會(huì)在海洋中循環(huán)一次。

在站在海邊的人眼中看來,，沒過24小時(shí),，海水就會(huì)上漲和下落各兩次，潮汐不僅與月球有關(guān),，跟太陽也密切相關(guān),，只不過相比較月球，太陽的引力較小,。此外潮汐還可能引起地球自轉(zhuǎn)速度的減慢,。據(jù)觀察，在很多年以前,，地球的自轉(zhuǎn)速度比現(xiàn)在要快,，證據(jù)來自珊瑚，珊瑚身上有規(guī)律的圓環(huán)圈,，就像樹的年輪一樣,，生活在3億5000萬年前的珊瑚化石告訴我們,，當(dāng)時(shí)的一年有385天，一天不超過23個(gè)小時(shí),。由此可知地球自轉(zhuǎn)速度在減慢,。

此外，牛頓的引力定律還能揭示我們看不到的現(xiàn)象,。牛頓認(rèn)為除了太陽和月球,，還有其他一些大型天體在拖拽地球。就像母親在匆匆過馬路的時(shí)候,，身邊的孩子們?cè)诶囊陆且粯?，?jīng)過觀察，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)有另外7顆行星在拖拽地球,，這7顆行星就是水星,、金星，木星,、土星,、天王星和海王星本來還有一顆冥王星，但在2006年冥王星遭到了恥辱的降級(jí),，變成了矮行星,。

在當(dāng)時(shí)人們對(duì)牛頓的引力定律十分幸福,，牛頓也應(yīng)之走上了科學(xué)的神壇,。但事實(shí)上有人在觀察水星運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)無法解釋的現(xiàn)象,，其他行星運(yùn)行的軌跡是橢圓,，只有水星的軌跡是一個(gè)玫瑰花環(huán)，很多年間這成了一個(gè)未解之謎,，誰也不會(huì)想到這個(gè)謎真正要告訴我們的事情,，就是牛頓有關(guān)引力的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的，是愛因斯坦意識(shí)到了這一點(diǎn),，并發(fā)明了一個(gè)更好的引力理論來代替牛頓的理論,，這就是愛因斯坦提出的空間與時(shí)間的本質(zhì)，也就是相對(duì)論,。

二,、愛因斯坦是如何推翻牛頓的引力定律的？他又提出了哪些新觀點(diǎn),？

首先愛因斯坦提出了時(shí)間的膨脹，這屬于狹義相對(duì)論的范疇,，該說法后來被證明是可以測(cè)量的,，怎么測(cè)量呢,？

1971年有兩臺(tái)超精準(zhǔn)的原子鐘在同步之后分開了，其中一臺(tái)被人們放飛,。隨著一架航班周游世界,，另一臺(tái)則留在家里不動(dòng)。當(dāng)兩臺(tái)原子中重新聚首的時(shí)候,，研究人員發(fā)現(xiàn)周游世界的原子中所記錄的時(shí)間要少于留在家里的原則中記錄的時(shí)間,，這完全符合愛因斯坦的預(yù)言。

運(yùn)動(dòng)中的時(shí)鐘在放慢,，也就說明了時(shí)間在膨脹。比方說有一對(duì)雙胞胎兄弟哥哥去太空旅行了,，弟弟留在了地球上,，當(dāng)旅行的哥哥回來之后，會(huì)發(fā)現(xiàn)自己比留在地球上的弟弟更年輕,，為什么,？因?yàn)闀r(shí)間在膨脹，運(yùn)動(dòng)中的哥哥的時(shí)間走得更慢,，伽利略曾說,，對(duì)于一切人來說，只要他們互相以勻速運(yùn)動(dòng),，運(yùn)動(dòng)的定律都是相同的,。比如說當(dāng)一個(gè)人在你眼前走過，你覺得他在遠(yuǎn)離你,，但在他的眼中,，你也在遠(yuǎn)離他，雙方的情況是完全對(duì)稱的,。因?yàn)槟銈冊(cè)谧鱿鄬?duì)運(yùn)動(dòng),，愛因斯坦推廣的伽利略的相對(duì)論，他認(rèn)為一個(gè)人的時(shí)間和空間與另一個(gè)人的時(shí)間和空間是不一樣的,。

比如說某人在11點(diǎn)的時(shí)候,，在一列從左向右行駛的火車車廂的中心劃掉了一根火柴，與車廂最右端的人相比,，車廂最左端的人將會(huì)稍早看見火柴點(diǎn)著,，因?yàn)樵诠庀蛩w過去的時(shí)候，火車會(huì)向前行駛,，縮短了光需要飛過的路程,。因此車廂左側(cè)的人和右側(cè)的人的時(shí)空是不一樣的。我們習(xí)慣于認(rèn)為空間有三個(gè)維度，東西,、南北,、上下，而時(shí)間只有一個(gè)維度,，過去和將來,，但實(shí)際上空間與時(shí)間的維度相互混合，創(chuàng)造了時(shí)空的四個(gè)維度,。

作為三維世界的居民,，我們無法把握四維時(shí)空的全部含義，但愛因斯坦卻提出時(shí)間并沒有流動(dòng),，所有時(shí)間全都同時(shí)存在,，人們可以把宇宙中發(fā)生的事件想象成一幅在地面上展開的圖畫，每個(gè)人的時(shí)空都不一樣,，所有的時(shí)空全部存在,，這也使得我們所說的平行時(shí)空以及電視劇中經(jīng)常出現(xiàn)的穿越情節(jié)成為可能。比如你現(xiàn)在在喝水,，但在另一個(gè)時(shí)空里有另一個(gè)你在睡覺或做別的事情,，這觀念想想就覺得神奇。

下面我們說說關(guān)于引力的問題,，牛頓的引力定律認(rèn)為：引力傳播的速度是無限的。但愛因斯坦的廣義相對(duì)論卻認(rèn)為：任何東西包括引力,，都不能超過有光速設(shè)置的宇宙速度極限,。兩人最大的分歧在于地球圍繞太陽轉(zhuǎn)，當(dāng)太陽消失的那一刻,，地球的反應(yīng)是什么樣的,？盡管這在我們看來是一個(gè)幾乎不可能發(fā)生的假設(shè)，根據(jù)牛頓的觀點(diǎn),，一旦太陽消失了,，引力也就隨之消失了。地球會(huì)立刻感覺到,，然后立刻沿著軌道的切線飛出奔向宇宙,。

愛因斯坦則認(rèn)為，太陽消失后,，在光從太陽傳播到地球的這段時(shí)間內(nèi),，地球依然會(huì)高高興興地沿著自己的軌道運(yùn)動(dòng)，8分鐘后光到達(dá)了地球上,，地球才會(huì)注意到太陽已經(jīng)不在了,，然后飛向宇宙,。最終愛因斯坦指出，引力是一個(gè)幻覺,，真實(shí)存在的只有扭曲的時(shí)空,。

一天,，愛因斯坦在工作的時(shí)候突然聽到了一聲尖叫,，他看到從對(duì)面5層樓的樓頂上，有一個(gè)修理工不小心摔了下來,，修理工下落的速度越來越快,，直到撞上了一個(gè)旗桿，旗桿彎了,，修理工受到?jīng)_擊力,，飛上空中，被工友救了回來,。電光火石間,，愛因斯坦突然想明白苦惱很久的問題，一個(gè)下落的人是感覺不到自己的重要的,。

牛頓的理論表明,，擺脫引力的拖曳是不可能的，引力只可能隨著距離的加大而減弱,，但永遠(yuǎn)不會(huì)完全消失,。愛因斯坦卻推翻了這一說法，他認(rèn)為其實(shí)很容易讓引力對(duì)你無可奈何,，你只需要自由落體就可以了,。自由落體你就感覺不到自己的重量，引力也就隨之消失了,。于是愛因斯坦提出,，在引力的作用下，一切事物都以同樣的速度下落,。

伽利略早在17世紀(jì)就第一個(gè)指出了這一點(diǎn)，他做了個(gè)著名的實(shí)驗(yàn),，在傾斜的比薩斜塔兩端,，同時(shí)扔一個(gè)重球和一個(gè)輕球，結(jié)果親眼看到兩個(gè)球同時(shí)落地,，這一結(jié)論在月球上也得到了證實(shí),。

1972年阿波羅15號(hào)的指揮長(zhǎng)斯科特，在月球上重復(fù)了伽利略的實(shí)驗(yàn),，那里沒有空氣,，他讓一柄錘子和一根羽毛在同樣的高度上下落,，證明這兩個(gè)物體也是同時(shí)觸碰地面的。因此自從伽利略以來,，人們接近物體改變狀態(tài)的抗力和它所受的引力是兩個(gè)不同的東西,，物體重引力就大，物體輕引力就小,，因此兩個(gè)球還是能同時(shí)落地,。但愛因斯坦卻天才的認(rèn)識(shí)到，自從伽利略以來,，每個(gè)人都錯(cuò)了,，下落的人是感覺不到重量的，在引力作用下,，一切物體同樣的速率加速,，這更簡(jiǎn)單的證實(shí)了為什么輕球和重球、羽毛和錘子是同時(shí)落地的,，因?yàn)椴还芩麄冚p重如何,，下落的速度是一模一樣的。

此外,，愛因斯坦還認(rèn)為引力是可以彎曲光的,，之前人們普遍認(rèn)為光沿著兩點(diǎn)之間最短的路線進(jìn)行，這個(gè)路線通常是直線,，愛因斯坦卻提出了反對(duì)意見,，就像一個(gè)人在兩座山峰之間徒步穿行，雖然他找到了最短的路徑,，但在天上飛的駕駛員看來,，他走的這條路實(shí)際上彎彎曲曲是一條曲線。

因此,，愛因斯坦認(rèn)為最短的路徑也可能是一條曲線,，從而進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到我們生活在一個(gè)扭曲的時(shí)空中，這個(gè)扭曲的時(shí)空就是引力,，愛因斯坦突破了牛頓的引力定律,，牛頓認(rèn)為地球是在做勻速直線運(yùn)動(dòng)的，來自太陽的引力使地球發(fā)生了偏移,，才不得不按照橢圓的軌道圍著太陽旋轉(zhuǎn),。愛因斯坦則提出，他也扭曲了他周圍的時(shí)空,，地球想沿著最短的路徑運(yùn)動(dòng),，正常情況下應(yīng)該是直線，但這個(gè)直線被時(shí)空扭曲了,，變成了橢圓,。還記得之前我們前面說的關(guān)于水星運(yùn)動(dòng)軌跡那個(gè)不解之謎嗎,？

牛頓定律沒能解釋的事情,，愛因斯坦的廣義相對(duì)論解釋了,，在愛因斯坦的理論中，因?yàn)樗鞘请x太陽最近的一個(gè)星球,，承受著太陽系中最大的時(shí)空扭曲,，因此它的運(yùn)行軌道不再是一個(gè)橢圓，而是像玫瑰花環(huán)一樣的軌跡,。相比水星其他行星離太陽較遠(yuǎn),，承受的時(shí)空扭曲較遠(yuǎn),，仍然以橢圓軌道運(yùn)動(dòng),，這個(gè)說法最終被其他科學(xué)家證實(shí)了。當(dāng)時(shí)的愛因斯坦躺在病床上,，聽到消息后說了一句話：我就知道我是對(duì)的,。

不得不說愛因斯坦是一位天才，但天才也同樣會(huì)犯錯(cuò)誤,，他將錯(cuò)過一些他自己理論中最重要的預(yù)言,，那就是黑洞和宇宙大爆炸。

三,、愛因斯坦之后的科學(xué)家們又進(jìn)行了哪些有關(guān)的探索,？

1916年，愛因斯坦收到了一件包裹,，包裹來自施瓦茲希爾德,，施瓦茲希爾德證明如果有足夠多的質(zhì)量被塞入一個(gè)足夠小的體積之內(nèi)，時(shí)空將會(huì)受到強(qiáng)烈的扭曲,，變成一個(gè)無底洞,，這就是黑洞。

關(guān)于黑洞的中心,，愛因斯坦無法解釋，他只是說如果黑洞真實(shí)存在的話,，將實(shí)實(shí)在在是個(gè)災(zāi)難,。后來史蒂芬霍金提出，由于黑洞的密度非常大,，因此它的萬有引力也非常大,，以至于它可以吸進(jìn)所有物體，哪怕是光也不能逃離它,，如果你能夠到達(dá)黑洞的中心,，你將會(huì)發(fā)現(xiàn)“奇點(diǎn)”,，在“奇點(diǎn)”中，許許多多的物質(zhì)被壓縮到一個(gè)非常狹小的空間內(nèi),，因此這個(gè)空間的萬有引力變得無限大,，起點(diǎn)的密度也就無限大，大到可以粉碎一切物體,。但對(duì)于黑洞的存在,，愛因斯坦是否定的

愛因斯坦很偉大，他創(chuàng)造了宇宙學(xué),，研究宇宙的起源,，凈化和最終的命運(yùn)。但他和牛頓一樣走偏了一點(diǎn),，他相信無論過去現(xiàn)在和將來,，宇宙都會(huì)永遠(yuǎn)遵循同樣的規(guī)律，宇宙沒有開始沒有終結(jié),，它將一直這樣運(yùn)行下去,。但愛因斯坦之后的科學(xué)家們則發(fā)現(xiàn)，宇宙是一個(gè)膨脹的宇宙,，并提出了宇宙大爆炸的理論,。

什么是宇宙大爆炸呢？我們知道太陽屬于一個(gè)龐大的恒星集合叫銀河系,，但哈勃在星空中還有無數(shù)隱隱約約的渦狀星云,。哈勃發(fā)現(xiàn)了宇宙的基本建筑單元——星系，我們的銀河系擁有1000億顆恒星,，但銀河系只不過是大約2萬億星系中的一個(gè)而已,。同時(shí)哈勃還發(fā)現(xiàn)差不多所有星星都在原料迎合性運(yùn)動(dòng)，這說明宇宙正在膨脹,。后來加莫夫提出宇宙誕生于一個(gè)火球中,，火球的爆炸形成了目前所有的信息?；艚饎t提出掉入黑洞的粒子帶有負(fù)能量,，不斷向外輻射，也就是霍金輻射,。這些離子使黑洞越來越小,，直至消失，這個(gè)過程很漫長(zhǎng),，但當(dāng)黑洞消失的最后時(shí)刻,，黑洞會(huì)發(fā)生爆炸，是一切蕩然無存,。

霍金的研究表明,，在某種程度上，宇宙中的所有物質(zhì)都被壓縮在一個(gè)起點(diǎn)上,，通過大爆炸釋放出來,，最終形成了銀河系、星系,、行星,、你、我等一系列事物,，這就是宇宙的起源,。

就這樣，愛因斯坦之后的科學(xué)家們,，提出了科學(xué)史上最偉大的發(fā)現(xiàn)之一,，宇宙并非永恒長(zhǎng)存的，他有自己的誕生之日,，也終將迎來終結(jié)的一天,。該理論沖擊了愛因斯坦的廣義相對(duì)論，再后來量子理論瓦解了愛因斯坦提出的時(shí)間和空間,，斜理論推翻了宇宙的組成因素，斜理論表明：宇宙的組成因素不是點(diǎn)狀的例子,，而是極小的一維能量,。

此外，蟲洞的概念也被不斷提出和完善,。愛因斯坦曾在空間理論中證明,，廣義相對(duì)論允許空間中存在捷徑，也就是我們今天所說的蟲洞,，蘋果核心的蟲洞可以讓蟲子取捷徑,，而不必繞到蘋果表面來爬行。同樣時(shí)間沖動(dòng)也可以讓時(shí)間旅行者取捷徑,，穿越宇宙,。進(jìn)入蟲洞的一個(gè)口之后，或許只需要爬幾米長(zhǎng)的距離,，就會(huì)從蟲洞的另一個(gè)口出來,。

總而言之，前人的說法在不斷被如今的人類證實(shí)或推翻著,，我們今后還有很長(zhǎng)的路要走,。

總結(jié)

起初人們認(rèn)為牛頓的理論是最正確的，直到愛因斯坦推翻了這個(gè)理論,，后來人們又把愛因斯坦的理論奉奉為正確的,，但這些理論也在不斷被推翻,，將來的人們?nèi)詫⒉粩嗵剿髡嬷粩嘧哌M(jìn)那個(gè)尚未發(fā)現(xiàn)的國(guó)度,。

從古希臘人的年代起，幾乎每一代人都曾問過宇宙來自何方,，什么是空間與時(shí)間,？麥克斯韋在1863年統(tǒng)一了電和磁，導(dǎo)致了狹義相對(duì)論和量子理論的產(chǎn)生,，也預(yù)言了無線電波的存在,，這才有了現(xiàn)在的世界。全球被無線電波連通,，數(shù)據(jù)移動(dòng)影像,，數(shù)以10億計(jì)的無形交談，在我們周圍的時(shí)空中不斷穿梭進(jìn)行,，這些現(xiàn)象擱在以往的世界里,，只會(huì)讓人覺得是天方夜譚。就像一個(gè)從古代穿越過來的人,，看到現(xiàn)代化的一切,，只會(huì)感覺不可思議，但時(shí)代在不斷進(jìn)步,，科技在不斷發(fā)展,，人們尚無法預(yù)料，在這個(gè)尚待發(fā)現(xiàn)的國(guó)度中,，我們將會(huì)找到些什么呢,？