广义相对论中引力传播速度的测量问题

牛顿万有引力定律认为引力场的传播不需要时间, 是瞬时相互作用, 而广义相对论认为瞬时相互作用是不存在的. 因此, 在观测和研究引力潮汐时, 牛顿万有引力定律是否需要修改是一个值得探讨的问题. 本文说明在现有的广义相对论框架下, 牛顿引力定律是完全适用的. 后牛顿近似计算的结果表明, 引力传播速度的可观测效应与物体运动速度的大小无关, 只依赖于物体运动的加速度. 一般来说, 这一可观测效应非常微弱, 目前的任何天文观测, 包括太阳潮汐观测均不能证实引力传播速度与光速相同.     

改进的牛顿万有引力公式

一、前　言　　在牛顿力学体系之中 ,万有引力公式是一个非常重要的公式 .在天文、航空、航天、地质、石油等领域中 ,许多现象都与引力或重力有关 .例如当计算卫星和火箭等飞行器的运动时 ,就要应用万有引力公式 .　　自从牛顿提出万有引力公式以来 ,已经出现一些改进的公式 .例如有人曾对平方反比定律提出质疑 ,认为万有引力公式中的ｒ2 项应改为ｒ2 Ｅ,Ｅ为一小量 .还有人认为公式中的引力常数Ｇ应随时间而变化 ,等等 .这些改进的公式有的依据不足 ,有的过于复杂不便应用 ,而且这些公式对水星近日点进动问题及光线近日偏折问题也不能给出…     

天文学和引力物理学

一、历史回顾第一个引力理论就是牛顿的万有引力定律,它的出现是天体(特别是行星)视运动规律同力学概念结合的产物.利用它和牛顿运动定律一起创立了天体真运动理论——天体力学.这是天文学发展史中第一次巨大飞跃.此后二百年内,天体力学成为天文学,甚至是数理科学的主要内容. 牛顿万有引力定律又是宇宙间普遍适用的定律.任意两个物体间都存在引力,其大小可用简单公式表达:     

星球之间的10种作用力

17世纪中叶,英国著名科学家牛顿根据开普勒行星运动的三大定律推测出:星球之间存在着一种引力,即万有引力.     

星球之间的10种作用力

17世纪中叶,英国著名科学家牛顿根据开普勒行星运动的三大定律推测出:星球之间存在着一种引力,即万有引力。牛顿的这一发现是科学史上的一项重大突破,而且几个世纪以来,牛顿的万有引力对科学的发展起到了重大作用。但是随着科学的发展,人造卫星、太空飞船和太空探测器等对太空的大量探测,已使我们了解到,太空中并不是单纯的真空,而存     

揭开阳光的奥秘——太阳光谱的发现者夫琅和费

牛顿是以发现万有引力和创立微积分学而大名永垂的。但是最早使牛顿成名的是他对光学的研究。1666年牛顿从剑桥大学毕业回到母亲的农场躲避伦敦流行的鼠疫时,他一方面潜心思考万有引力问题,同时又进行了有趣而惊人的光学实验。他布置了一个暗房,让一束光线从窗帘的缝隙射进来,并使这束光线通过棱镜射到一个屏幕上。他惊异地发现,经过棱镜折射     

牛顿和他的万有引力定律

牛顿的万有引力定律是17世纪天文学的一项重大的发现。牛顿能够独具慧眼,把这种神秘的引力归纳成这条定律当然是功不可没,但要是没有开普勒把行星运动先归纳成三条定律,万有引力定律的发现也许就不会那么顺利了。开普勒发现每颗绕日运行的行星的轨道不是圆形的,而是椭圆形的,太阳在椭圆的焦点上;其次他又发现当行星接近太     

“苹果”和“肩膀”的真相

<正>牛顿因看到苹果坠落而受到启发,发现了万有引力定律。长久以来,这一经典故事流传甚广,为人们所津津乐道。牛顿的同胞拜伦甚至还将它写进了《唐璜》:据说牛顿看见一只苹果坠落,灵机一动,找到了一个论据……证明地球是本着自然的旋转而旋转的,叫做什么"万有引力";这倒是自亚当以来的第一个人将"坠落"或"苹果"作了一番理论。的确,牛顿对重力和引力问题所做的一系列深入思考及相关研究,对物理学、天文学乃至整个现代科学都产生了难以估量的巨大影     

广义相对论及其实验基础

阿尔贝特·爱因斯坦是当代最伟大的物理学家.他在1915年创立的广义相对论是关于时间空间性质与物质及其运动相互依赖关系的学说,是建立在广义协变要求和黎曼几何基础上的引力理论和宏观物质运动理论。这一理论不仅对牛顿力学的核心内容(牛顿动力学和万有引力公式)给予了统一和深刻的解释,还预言了牛顿力学所不能解释的新的引力效应,并为以后的实验所证实。广义相对论就其创造性和理论内     

“称称”地球有多重

今年5月1日，从在美国加利福尼亚举行的美国物理学会上传出了令人惊讶的消息：地球的质量比我们原先认为的要小一些。很久以来，“称一称地球有多重”就是人类的伟大梦想，但直到万有引力定律被发现之后，这一梦想才有了实现的可能。在传说中，有一次伟大的物理学家牛顿在一棵苹果树下休息时，一个苹果砸在了他的头上，这激起了他的灵感，于是万有引力定律被发现了，地球与苹果之间的引力使苹果落在地上而不是飞向太空。其实，万有引力的发现过程并非如此简单。回顾科学发现的历史，正如牛顿所言：‘俄之所以看得更远，那是因为我站在巨人的…     

万有引力定律究竟是怎样发现的?

万有引力定律是自然界的一条基本定律。在这一定律的发现上,长期来流传着关于“苹果落地”的传说。一些资产阶级学者更是渲染这一传说,宣扬天才论。他们把这一定律的发现,说成是牛顿(1642—1727年)的“天才头脑”,因看到苹果落地,触机顿悟而发现出来的。林彪反党集团也极力用唯心主义来歪曲自然科学成果。他们甚至曾经把“用技术掩盖政治”当成他们的反革命策略,为其颠覆无产阶级专政,复辟资本主义的目的服务。在万有引力定律发现问题上,他们的一个重要成员也曾大肆鼓吹什么“牛顿看见苹果落地,而发现万有引力。”究竟万     

基于自由落体的牛顿万有引力常数测定

牛顿万有引力常数G是最基本的物理常数之一, 本文根据自由落体原理, 利用FG5/112型高精度绝对重力仪精确测定扰动质量产生的重力变化, 进而测得万有引力常数G. 该方法可重复性强, 通过误差控制及大量重复观测, 可提高测量精度. 通过两次实验, 得到实测万有引力常数G为(6.6665±0.0554)×10^-11 m³/(kg·s²).     

百年史话:引力的“前世今生”

正从牛顿万有引力公式到爱因斯坦的广义相对论,人们对引力的认识经历了一个曲折的过程。借引力波爆刷科学家朋友圈之际,小编一并梳理了300年来人类对引力发展的认识过程。1687年:牛顿引力艾萨克·牛顿出版的《自然哲学的数学方法》一书中对引力进行了全面描述。这为天文学家预测行星的运动提供了精确手段,但它并非没有瑕     

奥斯特和电磁相互作用

长期以来,人们作了种种努力,试图寻找物理现象的统一的解释和建立一种概括各种相互作用的统一的理论。在牛顿以前,人们发现了地球上的落体运动和宇宙中的星体运动,当时大家都认为它们属于完全不同的力学范围。1687年牛顿在《自然哲学的数学原理》中提出了万有引力理论,将天上的和地上的力学     

原初引力波

在一只苹果从树上落下来的时候,牛顿看到了万有引力,而爱因斯坦看到了引力波。美国哈佛一史密森天体物理中心的科学家宣布,他们发现了原初引力波的印记,这是迄今证明宇宙暴胀理论最有力的证据。这一重大发现一旦证实,将有望帮助弄清宇宙原初时刻之谜。     

是到了抛弃相对论的时候了吗?

广义相对论的成功深深留在了我们的现代世界中.确实,大多数太阳系和天文现象仍然是以牛顿古老的万有引力理论计算的,但是,我们离开我们的GPS设备将不知身处何处,这种设备仅对广义相对论的影响做一次校正. 广义相对论已经在太阳系,以及引力场极强的脉冲星双星系统中经过高精度测试,但是,从来没有在引力很弱的大尺度下测试过.或许,在那里暗物质和暗能量的双重困窘遮掩了广义相对论的失败?     

借助“他山之石”获得的重大科学成就

<正>“他山之石,可以攻玉”。在科学史上,不少有心人善于总结他人的研究工作和研究成果并从中得到启发、更进一步,获得重大科学成就。牛顿“站在巨人的肩膀上”发现万有引力定律相传,1665年,牛顿为躲开瘟疫,离开剑桥避居乡间。一天,他坐在苹果树下,一只熟透了的苹果从树上掉落下来,引起了他的注意。牛顿从苹果落地想到了“月亮为什么不落地？”他猜想,使苹果落地的重力,在最高的山峰之巅仍可观察到,这会不会延伸到月球并影响到这个天体,并使之维持在轨道上。     

暗物质的天文证据

<正>此时"悟空"号卫星正在天上一刻不停地找寻暗物质,但是在20世纪的很长一段时间里,人们并没有证据证明暗物质的存在。常言道,"眼见为实",那么,科学家凭什么认为不可见的暗物质是存在的呢?称量天体系统的质量测量遥远天体的质量是一件不容易的事。19世纪以来,天文学家们一直在做着这方面的尝试,所基于的原理是牛顿万有引力定律和牛顿第二定律,即通过观察天体的运动来推断天体的质量。     

速度战胜引力 速度战胜距离：宇宙航行动力漫谈

水能载舟,也能覆舟。这正是人与自然关系的缩影,人在自然环境中诞生和发展,也受自然环境的制约。人类自古以来就向往着进游宇宙,但却无法离开地面分寸,其中自有奥妙。17世纪牛顿创立的万有引力学说．揭开了这个秘密。万有引力定律指出,物体都有引力,它们总是相互吸引;引力的大小与物体的质量成正比,与物体之间的距离平方成反比。人的质量与地球相比,相差十分悬殊,因而引力的大小显得一边倒,总是地球的强大引力吸引着人,把入束缚在地球上而无法进入宇宙空间。牛顿运动力学还告诉人们,速度是战胜引力的法宝,如果物体的运动速度…     

引力的本质

回顾了关于引力本质的历史探索和最新进展.从牛顿引力和爱因斯坦引力出发,介绍了关于引力本质历史探索上的两次重大飞跃.从修改引力、量子引力和全息引力三个方面,介绍了关于引力本质的最新进展.对于牛顿引力,从开普勒行星运动定律出发,介绍了牛顿万有引力定律.介绍了最近关于修改牛顿力学和暗物质的进展;对于爱因斯坦引力,阐释了引力的几何化,然后介绍了爱因斯坦引力在宇宙学和引力波方面的应用;对于修改引力,从额外的引力自由度、高阶导数引力和高维引力三个方面介绍;对于量子引力,从协变量子引力、正则量子引力和其他量子引力三个方面介绍;对于全息引力,介绍了它的全息图像、呈展性质以及它与量子信息之间的关系.但是截至目前,关于引力本质问题的答案依然是一个谜.