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李奇维通过理性的思考和深入的分析,大胆假设了两个基本原理。
第一,惯性力场和引力场在局部是等效的。
第二,所有物理定律在任何的参考系中都有相同的形式。
基于这两个原理,就可以得出非惯性系=惯性系+引力场。
因此,面对狭义相对论束手无策的非惯性系问题,就可以分解成惯性系问题。
而惯性系很简单,牛顿定律已经研究的很完美了。
剩下只要专心研究万有引力即可。
开始思维实验。
之前我们说了,假设有一艘以加速度g做加速运动的飞船。
如果有个人K,手里拿个篮球,那么他松开手,篮球就会像自由落体一样,落在飞船的地面上。
而且轨迹、速度等和在地球上完全一样。
因为这时候的飞船给人的感觉就相当于地球。
他分不清篮球受到的到底是万有引力,还是飞船给的惯性力。
好了,重点来了!
现在让我们的思想更近一步。
要是K手里拿的不是篮球,而是手电筒呢?
现在飞船继续以加速度g向上运动。
这时,K在水平方向打开了手电筒,光瞬间产生,沿着水平方向朝K正对面的墙壁运动。
那么,想象一下,此刻站在地球上的人会看到什么现象呢?
很简单。
飞船是在做加速度为g的匀加速运动,而光速又是恒定不变的。
所以水平方向和竖直方向上,光走过的距离是不一样的。
因此,地球上的人会看到光朝飞船加速度的反方向运动。
看起来就像光往下“垂”了。
即光线变成弯曲的了,而不是直线水平了。
看起来就像是一条抛物线。
大家可以在脑海里想象这个场景。
假设在一个直角坐标系上,一个小球在原点被抛出。
如果单位时间内,Y轴经过的距离比X轴大。
那么连起来是不是就是一条抛物线了。
这就是光在加速运动飞船里的情形。
这就不得了。
要知道,惯性力场和引力场是等效的。
此时的宇宙飞船其实就相当于地球。
那么同样,在飞船内光是弯曲的,说明光在地球上同样是弯曲的。
都是由于加速度g的作用,导致光不再走直线,而是变成弯曲传播。
这一步很关键,再好好想想,争取想明白。
为什么我们平时在地球上看不到光走弯线呢。
因为地球的质量太小了,对光的弯曲程度很小。
现在,我们得到了第一个匪夷所思却又理所应当的结论:引力会让光线弯曲。
要是一般人推理到这,估计已经喜出望外了。
哇塞,太牛逼了。
光竟然会弯曲。
这是多么重大的成果啊。
但是真实历史上的爱因斯坦,他没有满足这个结论,又接着继续深入思考下去。
引力会弯曲光线到底意味着什么呢?
这时,他忽然想到了比萨斜塔实验。
当然跟那个真实的实验不太一样,他更进了一步。
爱因斯坦就在想,两个完全不同的物体,比如篮球和鸡。
如果把它们放在真空中,那么二者在引力的作用下,下落的速度、轨迹等是完全一样的。
这跟篮球和鸡本身具有什么理化性质毫无关系。
如果大胆假设,篮球和鸡达到了光速,那么它们就会和光一样,走光的路径。
光会弯曲,它们也会弯曲。
爱因斯坦灵光一闪,他觉得这个现象,就感觉引力好像不存在一样。
不管是光,还是篮球和鸡,它们都像是在一个已经确定中的路径运动一样。
什么意思呢?
就比如现在有一段光滑的轨道,形状崎岖不平。
那么不管你放什么东西进来,它们走的路线都是一样的。
只能是轨道本身的形状。
因为路线已经被定死了,就是这个形状。
不管什么物质、什么速度,都影响不了轨道。
到此,爱因斯坦发现了惊天之秘:引力不存在,让物体轨迹发生变化的是时空本身。
于是他大胆猜测:万有引力的本质是时空的弯曲!
轰!
推理到这里,李奇维只觉得脑海中有惊雷在炸响。
胸腔中仿佛有一股热流直冲天灵盖!
热流轰然爆发,组成了一道霸天绝地的身影。
那道身影立足地球,背朝众生,直面浩瀚的宇宙。
他轻轻吐出一个音符:“力!”
声音迎着空间,炸裂般传递出去,直达宇宙的边荒。
落在宇宙万灵的耳中,犹如洪钟大吕