一,假设在太阳几十万公里外对太阳投一重金属球,球体掉到太阳上的路径是直线还是呢?
空间的扭曲必须在大尺度才能看清楚。小球如果是正对着太阳撞过去,那么是不会观测到任何曲线路径的,这与空间扭曲的方向有关。
1、引力是质量引起空间扭曲的一种外在表现——引力的相对论解释爱因斯坦认为质量会引起时空的扭曲,质量越大,扭曲的就越厉害,引力就是这种时空扭曲产生的空间梯度。扭曲的空间中,直线当然不再是直线,而是随空间的扭曲变化而变化。
上图为扭曲的示意图,但是我们在网上最常见的是下图。实际上,下图并非真正的空间扭曲的样子,它是用了一个面,形成下凹的扭曲效果。
很显然,球体是对称的,空间也是对称的,那么这个扭曲的点应该就是球体本身。所以,实际的空间扭曲是从物体表面呈放射状出去。即:法线方向并没有被扭曲,环线方向则是被缩短了距离。下图较为直观地展示了三维状态下的空间扭曲效果。
爱因斯坦预言的时空扭曲,目前已经被实验观测到了。引力透镜实际上就是由于大质量天体的存在,导致附近空间扭曲,光纤被大质量天体所弯曲,就像透镜的效果。
2、金属球撞向太阳的轨迹在这里,首先假设太阳和金属球都是正球体。这样,太阳引起的时空扭曲,会把附近的空间拉向太阳表面。离得越近,这种拉近的效果就越明显。方便观测,我们建立球坐标系,原点位于太阳中心。那么,在球形太阳外,相同距离的扭曲效果相同,形成一层层的同心球面。离太阳越近,球面的距离也越靠近,呈一定比例往外扩散,最终与平整空间接轨。所以,在法线方向,直线依旧是直线。
当金属球,正面撞向太阳时,其初始轨迹正好是太阳的法线方向。因此,虽然太阳扭曲了空间,但是这个金属球却能以直线撞向太阳,如下图的红色小球。但是,如果小球不是正对着太阳撞过去,那么小球就会沿着扭曲的空间运动,其轨迹就不是直线了,直观表现来讲,就是小球受太阳引力而被太阳拉过去,如下图橙色小球。
3、总结根据相对论,空间的扭曲是由于大质量天体导致的,但是这个扭曲的空间并不是毫无规则的。在其法线方向,直线依旧是直线。所以,如果这个金属球正对着太阳撞击过去,那么其运动轨迹就是直线;如果这个金属球不是正对着太阳撞击过去,那么会沿着扭曲的空间运动,直观表现就是受到太阳的引力影响,被拉近了距离。
PS:最后一个图我画了好久,如果你喜欢,请不要吝啬你的评论和赞美。
你说呢?连光线都是曲的,还会有理想直线运动轨迹吗?
太阳看着不够直观!你的金属球应该掉入黑洞!这玩意引力场够强劲以至于你能看到时空都会被整得不停的运动!你会发现金属球不是抛物线扭曲进入黑洞内部而是以一种类似于水中螺旋的运动方式不停的靠近黑洞引力中心点!爱因斯坦质量扭曲论早以过时!未来人类对于引力场的了解会表现为螺旋运动的一个场!一个连时空都在运动的场!呵呵
每个物体在时空中都将形成引力场,以一层一层等曲率球面形式存在。一重金属球从几十万公里外抛向太阳其运动轨迹不是直线。
你这问题基本上是讨论宇宙中两星球相撞问题。两星球相撞主要是星球引力捕捉和锁定问题。这里实际上就是两星球引力拓扑球(等曲率球面)相互碰撞,引起引力场拓扑形变,而产生的时空拓扑连通问题。
引力捕捉应当是两星体时空曲率球,形成了互相“滚动”的,时空拓扑“连接”形式;引力锁定应当是小星体的时空曲率球,沿着大星体的时空曲率球的梯度法线方向“贯穿”拓扑连通。
当两星球质量和体积旗鼓相当时(即等曲率时空球面相差不大),两星球相互接近时,由其各自的引力时空拓扑的守恒,而形成了阻止其碰撞的巨大压力,使其接近运动是扭曲的,最终形成互绕运动。即两个星球质量相差不十分大,其相互碰撞的概率几乎为零,基本上都是最终妥协,形成互绕运动体系。
当两星球相差十分巨大时,例如一个小铁球扔向太阳,这时,当铁球进入到太阳引力捕捉范围,开始是扭曲运动,有可能形成互绕体系,当铁球动能没消耗完时,还继续接近太阳,进入到太阳引力锁定范围,这时,小铁球将基本沿直线,以时空曲率梯度方向撞向太阳。所以说,两星球悬殊越大,碰撞概率,或叫大星球引力锁定小星球的概率越大。所以说,一公里直径的小星球掉到地球上的概率较小,多数都是几百米直径的小星球撞到地球。如果有一个大木星做为“吸尘器”(引力捕捉范围大),则掉到地球的小行星就更小了。不用担心太阳系内的大行星相撞,这个概率基本为零。即便是轨道有交角、交叉,都会在引力拓扑空间“挤压”调整了轨道。
黑洞其周围的引时空拓扑球套非常“密集”,即其引时空拓扑曲率梯度十分巨大,所以,一般的星球的引力场与其相比,都是相当于,小星球被大星球引力捕捉到引力锁定,最后相撞。
个人观点,仅供参考。
一般的是以螺旋式的曲线落入太阳。
总结:以上内容就是 玖梦手游 提供的假设在太阳几十万公里外对太阳投一重金属球,球体掉到太阳上的路径是直线还是呢?详细介绍,大家可以参考一下。