Решён
Существует ли механизм притяжения в природе или гравитация это что то другое?

Никола Т. • Физика •
5k
5

Пытаюсь разобраться в природе гравитации. В школе нам говорили что массивные тела притягиваются друг к другу силой гравитации. Но позже прочитал что в ОТО Эйнштейна гравитация это не сила притяжения, а искривление пространства-времени.

Так существует ли механизм притяжения в природе в классическом понимании или это просто удобная модель, а реально работает что то иное? Что заставляет яблоко падать на землю - сила тяжести или геометрия пространства?

ГравитацияМеханизмыОТОФизикаЭйнштейн

5 ответов

Лучшие Новые Старые
Решение
86
Участник • 8 ответов

Это ключевой концептуальный сдвиг от Ньютона к Эйнштейну.

Ньютон описал гравитацию как силу дальнодействия - массивные тела мгновенно притягивают друг друга через пустое пространство. Но он сам признавал что не понимает механизм этого притяжения ("гипотез не измышляю").

Эйнштейн показал что никакого притяжения нет. Массивное тело искривляет геометрию пространства-времени вокруг себя. Другие тела движутся по геодезическим линиям (кратчайшим путям) в этом искривленном пространстве. Им кажется что их притягивает, но на самом деле они движутся по инерции в искривленной геометрии.

Аналогия: шарик катится к центру натянутой простыни на которой лежит тяжелый шар. Шарик не притягивается к шару - он скатывается в яму которую шар продавил в простыне.

Так что правильный ответ - механизма притяжения не существует. Это иллюзия возникающая из за искривления пространства-времени массой-энергией.

Но ньютоновская модель работает отлично для слабых гравитационных полей и малых скоростей, поэтому ее продолжают использовать в инженерии.

Аватар Никола Т.
Никола Т. Автор

То есть гравитация это не четвертая фундаментальная сила взаимодействия, а геометрический эффект? Тогда почему ее называют вместе с электромагнетизмом, сильным и слабым взаимодействием?

Аватар Наблюдатель
Наблюдатель

Исторически так сложилось. До ОТО гравитацию считали силой. Сейчас в квантовой теории поля пытаются описать гравитацию как обмен виртуальными частицами (гравитонами), то есть вернуть ее в разряд сил. Но это пока не получается - квантовая гравитация не построена.

30
Участник • 6 ответов

Добавлю важный нюанс. В ОТО тела не притягиваются, но пространство-время само по себе динамично. Уравнения Эйнштейна показывают как распределение массы-энергии определяет кривизну, а кривизна определяет движение материи.

Так что можно сказать что механизм есть - это тензор энергии-импульса который является источником кривизны метрики. Просто это не "притяжение" в ньютоновском смысле силы действующей на расстоянии.

23
Эксперт • 1 ответ

проще говоря яблоко падает не потому что земля его тянет
а потому что земля искривила пространство под яблоком и оно катится вниз по этой кривизне как шарик в воронку

в космосе вообще прикольно выглядит - луна не притягивается к земле, она движется по прямой но эта прямая искривлена массой земли поэтому получается орбита

5
Участник • 3 ответа

Ну это все красивые слова но никто не объяснил КАК именно масса искривляет пространство. Какой физический процесс заставляет геометрию меняться?

Получается мы просто заменили одну непонятную магию (дальнодействие) на другую непонятную магию (искривление). Прогресс сомнительный если честно.

17
Участник • 1 ответ

Помню в институте нам давали такую аналогию. Представь муравья ползущего по поверхности шара. Для муравья поверхность плоская (он же маленький), но на самом деле она искривлена в третье измерение которое муравей не видит.

Так и мы живем в искривленном 4D пространстве-времени, но воспринимаем это как силу притяжения потому что не чувствуем 4-е измерение напрямую.

Механизм притяжения - это упрощенная модель для нашего трехмерного восприятия. Реальность на уровень сложнее.

Написать ответ

Визуальный редактор (WYSIWYG)
Премодерация гостей

Вы отвечаете как гость. Ваш ответ будет скрыт до проверки модератором. Чтобы ответ появился сразу и вы получали репутацию — войдите в аккаунт.

Или войдите в систему
Будьте вежливы и соблюдайте правила платформы.