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重力是如何產生的?光速為何能保持不變?用你能聽懂的方式告訴你

科學發展到今時今日,我們不僅能夠完美的解釋身邊的一切,同時也能夠對宇宙中的基本規律做出一定的描述。人類由科學未曾誕生時期的懵懵懂懂已經搖身一變成為了宇宙探索者。在科學發展的過程中,我們經歷了牛頓的時代,之後又進入了愛因斯坦的世界,現在,我們都明白重力對於這個世界存在的重要意義,同時我們也知道雖然任何物體的運動速度都是相對而言的,但是光速卻是能夠保持不變的。不過普通人對於這些源於相對論的理論只是知道,但卻並不理解。很多人可能都不明白為什麼會存在重力,為什麼重力會遍佈於整個宇宙空間。

大家更不明白為什麼光速不是相對而言的,而是不變的。其實對於這些,偉大的科學家愛因斯坦在相對論中已經描述得非常清楚了,不過對於大多數人來講閱讀晦澀難懂的相對論有些不太容易,所以我們以相對論為基礎,嘗試著用相對容易理解的方式為你講解這些科學原理。首先,我們來說說重力是如何產生的,或者說為什麼世界上會存在著重力。我們先來假設在一部分宇宙空間之中,如果沒有任何物質的存在,沒有天體,沒有空氣,甚至沒有任何粒子,那麼是不是說這個空間就是真空狀態呢?按照我們對於真空的一般性理解,的確是,但事實上並不是。

所謂的空間實際上是一種三維織物,只不過你看不見他們。而這所謂的三維織物,你可以把它理解為一張大網或者一塊大布,現在我們將一個質量很大的天體放在這個大網上,比如太陽,此時這個大網就會以太陽為中心向下凹陷,於是重力就此形成了,而在太陽周圍的天體就會受到太陽重力的牽引開始圍繞太陽旋轉。這就是重力產生的原因,因為真空並不是真的空,而是充滿著一張大網,也就是三維織物。這樣講,是不是對於重力的產生就能夠很容易理解了呢。接下來我們再來說一說關於光速不變的事情。

我們知道,任何物體的運動都是相對於觀察者而言的,假設甲是觀察者,那麼乙從甲身邊跑過時乙相對於甲的速度與乙在一列火車上跑步,乙的整體運動速度相對於甲的速度是顯然不一樣的。相對於甲而言,前者乙的運動速度就是跑步速度,而後者是跑步速度加上火車車速。但是光速不同,光速對於任何觀察者而言都是保持不變的。同樣的例子,一個人在行駛的火車上打開手電筒,此時手電筒射出的光速對於這個人而言是光速。而如果此時火車之外前方有一個人,手電筒向這個人照射,其速度相對於這個觀察者而言仍然還是光速,而並非是光速加上火車移動速度。這是為什麼呢?

光速為什麼能相對於任何觀察者都保持不變呢?這是因為光速是恆定不變的,所以相對於觀察者而言,此時火車內部的時間徹底變慢了,這是為了能夠保持光速的恆定不變,而對於火車內部的人而言,時間仍然是正常的。而這種情況會造成一種現象的發生,如果火車外的觀察者和火車內的人碰面時,實際上觀察者和車內的人經歷了不同長度的時間,這種現象在經歷較短的時間內不易察覺,現實中火車經過觀察者的過程也就幾秒,但如果假設這一過程經歷了一天,那麼就非常容易的可以發現觀察者老了十歲甚至更多。現在你明白了,這種對於重力、光速和相對論的描述,你認為是否準確呢?歡迎大家提出問題糾正錯誤。


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