物理-引力：百科

Posted 2020-11-26 storebook

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引力（英语：Gravitation、Gravity），任意两个物体或两个粒子间的与其质量乘积相关的吸引力，自然界中最普遍的力，简称引力。

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1、

中文名：引力
外文名：Gravitation、Gravity
又称：重力相互作用

别名：Gravitational Interactions
类别：物理
涵义：基本作用力

物理释义

任意两个物体或两个粒子间的与其质量乘积相关的吸引力，自然界中最普遍的力，简称引力。在粒子物理学中则称引力相互作用和强力、弱力、电磁力合称4种基本相互作用。引力是其中最弱的一种，两个质子间的万有引力只有它们间的电磁力的1/（1.235*10的36次方），质子受地球的引力也只有它在一个不强的电场1000伏/米的电磁力的1/（9.761*10的9次方）。因此研究粒子间的作用或粒子在电子显微镜和加速器中运动时，都不考虑万有引力的作用。一般物体之间的引力也是很小的，例如两个直径为1米的铁球，紧靠在一起时，引力也只有1.11×10-3牛顿，相当于0.113克的一小滴水的重量。但地球的质量很大，这两个铁球分别受到4×104牛顿的地球引力。所以研究物体在地球引力场中的运动时，通常都不考虑周围其他物体的引力。天体如太阳和地球的质量都很大，乘积就更大，巨大的引力就能使庞然大物绕太阳转动。引力就成了支配天体运动的唯一的一种力，但是形成这种引力的原因并非是天体之间的拉扯，而是天体对于其周边时空的扭曲。恒星的形成，在高温状态下不弥散反而逐渐收缩，最后坍缩为白矮星、中子星和黑洞，是由于其质量极大造成时空扭曲，进而产生时空挤压的作用所造成，而非来自于自身重力，因此引力也是促使天体演化的重要因素。质量越大，对时空的扭曲也就越大，引力也就越大。

对为什么产生引力没有详细解释。近代物理（广义相对论）认为万有引力是由于时空弯曲而产生。众所周知，两点之间线段最短，这是在平面几何中的公理，这线段就是短程线。然而，在被弯曲的四维时空里，短程线也被弯曲了。因此受到引力作用，行星沿短程线向太阳靠近，由于质量巧合（包括速度巧合）的原因，又因为行星具有惯性（很多人理解成离心力，这是错的，离心力只是假象，宇宙中根本并不存在离心力，没有发现），从而周而复始的绕太阳按椭圆轨道公转。当质量不巧合时，会出现引力跳板现象，或撞向太阳。其中，构成天体系统的主要原因并不是引力，而是质量所引起的时空扭曲。

在地球上重力的吸引作用赋予物体重量并使它们向地面下落。此外，万有引力是太阳和地球等天体之所以存在的原因；没有万有引力天体将无法相互吸引形成天体系统，而我们所知的生命形式也将不会出现。万有引力同时也使地球和其他天体按照它们自身的轨道围绕太阳运转，月球按照自身的轨道围绕地球运转，形成潮汐，以及其他我们所观察到的各种各样的自然现象。

万有引力

1）物体间相互作用的一条定律，1687年为牛顿所发现。任何物体之间都有相互吸引力，这个力的大小与各个物体的质量成正比例，而与它们之间的距离的平方成反比。如果用m1.m2表示两个物体的质量，r表示它们间的距离，则物体间相互吸引力为

，G称为万有引力常数。万有引力定律是牛顿在1687年出版的《自然哲学的数学原理》一书中首先提出的。牛顿利用万有引力定律不仅说明了行星运动规律，而且还指出木星、土星的卫星围绕行星也有同样的运动规律。他认为月球除了受到地球的引力外，还受到太阳的引力，从而解释了月球运动中早已发现的二均差、出差等。另外，他还解释了彗星的运动轨道和地球上的潮汐现象。根据万有引力定律成功地预言并发现了海王星。万有引力定律出现后，才正式把研究天体的运动建立在力学理论的基础上，从而创立了天体力学。简单的说，质量越大的东西产生的引力越大,地球的质量产生的引力足够把地球上的东西全部抓牢。

2）任意两个质点通过连心线方向上的力相互吸引。该引力的大小与它们的质量乘积成正比，与它们距离的平方成反比，与两物体的化学本质或物理状态以及中介物质无关。

不同解释

引力在经典物理学中被认为是宇宙中几大基本力之一，跟质量成正比、跟距离的平方成反比。但在爱因斯坦的理论中引力已经不是一种基本力了，而仅仅是时空结构发生弯曲后的表现而已。而导致时空结构发生弯曲的原因就是巨大的质量。

举一个例子：太阳系内的行星围绕太阳运行，在经典物理学中的解释是因为行星受到了太阳的引力作用，而围绕太阳运行。

而按照广义相对论的理论，太阳周围的时空被太阳巨大的质量影响，形成时空弯曲,而行星则是按照其测地线运动。

牛顿的重力定律还是现代对重力的一般认识，在1687年（丁卯年），牛顿在他的《自然哲学的数学原理》一书中发表了万有引力定律。牛顿的万有引力定律的陈述如下：

“宇宙中每个质点都以一种力吸引其他各个质点。这种力与各质点的质量的乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比。“

牛顿与万有引力

（Every particle in the universe attracts every other particle with a force that is directly proportional to the product of their masses and inversely proportional to the square of the distance between them.）

具体到黑洞这种极端条件下的宇宙天体。它有极强的吸引力，科学家在解释这种吸引力的时候，把它的原因归结为空间弯曲。而造成空间弯曲的原因是黑洞本身的巨大质量。

说到引力归根结底是和质量有关，万有引力是把引力视为由质量引起的一种基本力，而爱因斯坦相对论则把引力视为质量引起的时空弯曲的表现。

星系团的引力透镜作用

量子力学认为，引力是由于两个粒子交换引力子导致的。

意义

17世纪早期，人们已经能够区分很多力，比如摩擦力、重力、空气阻力、电力和引力等。牛顿首次将这些看似不同的现象准确地归结到万有引力概念里：苹果落地，人有体重，月亮围绕地球转，所有这些现象都是由相同原因引起的。牛顿的万有引力定律简单易懂，涵盖面广。牛顿的万有引力概念是所有科学中最实用的概念之一。牛顿认为万有引力是所有物质的基本特征，这成为大部分物理科学的理论基石。