引力作用是怎麼產生的？

根據牛頓的萬有引力定律，就會發現，一個質量因另一個質量受到的引力，由公式1/r^2可知取決於它們的距離r。當物體離像太陽或地球這樣的大質量天體越遠時（即物體的距離r增加了），那作用在物體身上的引力就會變弱，但永遠不會完全消失，至少根據牛頓引力定律來說是這樣。然而，牛頓的萬有引力定律是錯誤的，或者說只是弱引力場下的一種近似，引力不會在空間中無限延伸。

目前最正確的引力理論不是牛頓的萬有引力定律，而是帶有宇宙常數的愛因斯坦的廣義相對論。廣義相對論描述了為何引力不是真正直接的經典力，相反，引力效應只是物體在一個被彎曲的時空中移動的方式。

像太陽這樣的質量不會射出引力場線，而是質量會彎曲空間和時間，當一個物體以直線穿過彎曲的時空時，這個物體似乎是由一種力作用而這樣的。廣義相對論不僅僅解釋了傳統的萬有引力，它還解釋了時空表現的其他方式。時空現象取決於存在多少質量和能量，它是如何分布的，以及它是如何運動的。

在星系群及更小尺度上，有足夠的局部質量使時空表現像傳統的引力。換句話說，在螞蟻、石頭、人類、行星、太陽系、星系和星系群的尺度上，時空的表現方式是一個質量似乎會吸引另一個質量。

在這些尺度上，廣義相對論幾乎完全重現了更古老且不太精確的牛頓引力定律。即使在這些尺度上，牛頓定律的錯誤預測和廣義相對論的正確預測之間也存在可測量的差異，但是差異通常很小，需要靈敏的設備才能檢測它們。粗略來講，在日常生活中我們注意的所有尺度上，時空表現基本就像傳統的引力。

在比星系群更大的尺度上，恆星、行星、衛星和空間塵埃的質量通常變得太稀疏，太不局部化，無法使時空繼續表現像傳統的引力。在這些尺度上，時空看起來基本是空的、均勻的、平坦的。

根據帶有宇宙常數的廣義相對論，在這樣的時空中，兩個遙遠的星系不再向彼此移動，它們相互遠離。這並不是說這兩個星系是主動地相互排斥。更確切地說，時空的本質是，當它基本上是空的、均勻的和平坦的時候，它會膨脹。在遙遠的星系之間不斷地創造新的空間，這樣，不同星系群中星系之間的距離就會不斷增加。

此外，在大尺度上，這種膨脹隨著時間在加速。不同星系群的星系不僅移動分開得更遠，它們也在以越來越快的速度分開。科學家將這種大尺度上的時空行為稱為「宇宙膨脹」或「度量膨脹」。 宇宙膨脹已經用各種方法多次被實驗證實。我們這裡討論的關鍵概念是，宇宙加速膨脹是時空本身固有的特性，在這個尺度上，時空不再表現像傳統的引力一樣。

總而言之，引力的影響只會延伸到每個星系群的邊緣。超過這之外，時空不再表現像引力。這並不是說，當物體離開星系群時，恆星的引力就變得太弱而無法感覺到。而是萬有引力在這個星系群之外完全消失。太陽系中一個相對太陽靜止的鎚子，放手之後它會落向太陽。在同一星系群但不同的星系中，一個靜止的鎚子被釋放後也會落向太陽（除去落向其他更近的質量）。

相比之下，一個不同星系群中的鎚子根本不會向我們的太陽移動。它會加速遠離我們的太陽。事實上，這個假設的遙遠的鎚子以越來越快的速度遠離我們整個星系群。在宇宙尺度上，時空表現根本不像引力。因此，引力根本不會延伸超過引力束縛的星系群。

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