地球繞著太陽轉(zhuǎn)并非是分秒不差的,,相反,,在近日點(diǎn)時(shí),,地球的速度會比較快,,遠(yuǎn)日點(diǎn)則比較慢。至于地球?yàn)槭裁蠢@著太陽轉(zhuǎn),,在不同的學(xué)者眼里也是不同的,,牛頓認(rèn)為這是:引力造成的,,愛因斯坦著認(rèn)為是:時(shí)空的彎曲。 地心說天文學(xué)算是人類文明中比較古老的一門學(xué)問了,。四大文明和海洋文明都各自在這個(gè)領(lǐng)域取得巨大的成果,。其中在海洋文明中,通過幾代哲學(xué)家和數(shù)學(xué)家的努力,,最終拿到了一套模型,,這就是大名鼎鼎的地心說模型。這個(gè)模型是在托勒密時(shí)代大功告成的,,并且被后世所接受,,在整個(gè)西方的學(xué)術(shù)圈中流傳了1400多年。 通過地心說模型,,我們就會發(fā)現(xiàn),,古人很早就發(fā)現(xiàn)了有一部分特殊的天體會動。只不過,,他們沒有足夠的證據(jù)證明地球本身在動,,因此,他們假設(shè)地球是不動的,,以地球?yàn)榻^對參考系來看其他的天體,,就會認(rèn)為其他的天體都在繞著地球運(yùn)動。同時(shí),,當(dāng)時(shí)的學(xué)者其實(shí)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)天體走的軌跡并不是完全的圓,,但由于他們對于“天界完美”的信仰,還是用各種圓來套,,這使得地球說成為極其復(fù)雜的一套理論,。至于“天體會繞著地球轉(zhuǎn)”,當(dāng)時(shí)認(rèn)為天界都是由“以太”構(gòu)成的,,這種物質(zhì)就會使得天體走出“圓”的軌跡,。 牛頓的萬有引力定律后來,哥白尼首先對地心說提出了質(zhì)疑,,并提出了日心說模型,。伽利略發(fā)現(xiàn)并不是所有的天體都繞著地球轉(zhuǎn),并提出地球可以動的理論,。而幾乎在同時(shí),,開普勒發(fā)現(xiàn)了行星繞著太陽的軌跡其實(shí)是橢圓。開普勒的師傅第谷觀測到了超新星和彗星的現(xiàn)象,,證明了天界并不是完美的,。 經(jīng)過這四個(gè)人的努力,地心說的地位其實(shí)搖搖欲墜,,全靠教會支撐著,。不過,,開普勒的發(fā)現(xiàn)也遺留了一個(gè)很重要的問題,那就是為什么行星繞著太陽轉(zhuǎn)的軌跡是橢圓,? 后來,,牛頓在1687年發(fā)表了著作《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》。在這本著作中,,牛頓提出了著名的牛頓力學(xué)理論和萬有引力定律,。 牛頓認(rèn)為,地球之所以繞著太陽轉(zhuǎn)并且軌跡是橢圓,,是因?yàn)榈厍蚴艿搅颂柕囊ψ饔?。他還給出了萬有引力的關(guān)系式,引力與物體的質(zhì)量成正比,,與兩個(gè)物體之間的距離的平方成反比,。 牛頓的這條理論很好解釋了前輩們遺留下來的問題,并且能夠非常準(zhǔn)確地描述天體的運(yùn)動,,還可以用來預(yù)測天體的位置,。后來,有數(shù)學(xué)家僅僅利用牛頓的理論,,通過紙和筆就找到了海王星,。所以,牛頓的理論被學(xué)術(shù)界廣泛認(rèn)可,,并且他也成了科學(xué)史上的地位最崇高的科學(xué)家之一,。 雖然牛頓的理論已經(jīng)很牛了,但是學(xué)者們還是發(fā)現(xiàn)了一個(gè)問題,,這個(gè)問題也被稱為水星的近日點(diǎn)進(jìn)動,。學(xué)者們發(fā)現(xiàn),水星的運(yùn)動軌跡確實(shí)是橢圓,,只不過這個(gè)橢圓并不是固定的,,而是橢圓自身也在動。這其實(shí)也是牛頓的萬有引力定律的瑕疵,,一直以來學(xué)者們都無法解決,。那這究竟是咋回事呢?到底是哪里出了問題,? 愛因斯坦的廣義相對論解決這個(gè)問題的科學(xué)家是愛因斯坦,,他在1915年提出了著名的廣義相對論。在牛頓的理論當(dāng)中,,做了一個(gè)基礎(chǔ)假設(shè),,這個(gè)假設(shè)認(rèn)為時(shí)間和空間是割裂開的,時(shí)間就是時(shí)間,空間就是空間,,兩者并沒有什么關(guān)系。除此之外,,牛頓還認(rèn)為物體的運(yùn)動狀態(tài)并不影響時(shí)間和空間,。說白了,任何人看到的一米長都是一樣的長的,,任何人感受到的一秒鐘都是相同的一秒鐘,,這也被稱為牛頓的絕對時(shí)空觀。 不過,,愛因斯坦通過光速不變原理和洛倫茲變換推導(dǎo)出了全新的理論,,也就是狹義相對論。在狹義相對論當(dāng)中,,他發(fā)現(xiàn)時(shí)間和空間不能獨(dú)立,,或者我們可以說時(shí)間和空間在某種程度上看是等價(jià)的,兩者應(yīng)該被并成為:時(shí)空,?;讵M義相對論,愛因斯坦進(jìn)一步推廣得到廣義相對論,,他認(rèn)為,,根本不存在引力,地球繞著太陽轉(zhuǎn)的現(xiàn)象是由于時(shí)空彎曲造成的,。 廣義相對論被提出時(shí),,大多數(shù)的科學(xué)家都無法接受。不過,,后來在1919年,,天文學(xué)家愛丁頓帶隊(duì)觀測日全食,從而證明了廣義相對論是正確的,,這才使得愛因斯坦的廣義相對論被逐漸接受,。 同時(shí),在廣義相對論當(dāng)中,,就可以非常好地解釋水星近日點(diǎn)進(jìn)動的問題,。 總結(jié)按照目前的學(xué)術(shù)圈的主流認(rèn)同,也就是愛因斯坦的廣義相對論,,地球繞著太陽運(yùn)動的原因是時(shí)空彎曲造成的,,太陽壓彎了周圍的時(shí)空,地球沿著時(shí)空的測地線在運(yùn)動,。 |
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