宇宙中存在引力,星球之間的距離會越來越小嗎?

宇宙中如果真存在引力,並且只存在引力的話,星球之間的距離肯定會越來越小。但宇宙年齡有一百多億歲了,據宇宙大爆炸理論,宇宙不但沒變小,反而由小變大(從奇點大爆炸產生宇宙),越來越大了,宇宙正在加速膨脹。

宇宙中存在引力,星球之間的距離會越來越小嗎?

隨著宇宙膨脹,星球距離在增大

這是為什麼呢?膨脹的動力是什麼?解釋了這些問題,也就回答了本題。要想回答這些問題,必須先要弄清引力的本質和產生機制。可到現在人們也沒徹底弄明白引力到底是什麼,所以目前只能根據實際觀測和現有理論來分析回答這個問題。

引力發現史

根據科學史記載,最早發現引力的應該是牛頓,傳說一個蘋果熟落剛好砸在蘋果樹下的牛頓頭上。

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蘋果砸在牛頓頭上

因為蘋果不往上走,而只往地面掉,聯想到日常生活中別的物體也有同樣的體驗,使牛頓認識到引力的存在,進而認識到蘋果是由於受到了地球的吸引力才墜向地面。在宇宙天文方面,當時哥白尼的日心說已經取得全面勝利,開普勒發現的行星三定律進一步描述了天體之間的運動規律,糾正了哥白尼關於行星繞日是正圓軌道的錯誤認識,他發現行星繞日軌跡是橢圓形,並把太陽作為其中的一個焦點。但開普勒只知其然,不知其所以然。他只是描述了天體的執行規律,但並不知其如此執行的原因。是牛頓發現了萬有引力以後,把天體執行和日常物體運動統一到了一起。

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牛頓統一引力

揭示了行星運動規律的原因是宇宙中萬物之間都存在萬有引力,並精確得出引力大小的數學表示式,但他依然不知道引力的本質是什麼及引力是怎麼產生的?他把引力想象成是一種難以解釋的超距作用,並由此引出關於上帝是第一推動力的問題。

全新的引力理論――廣義相對論對引力本質的探索和解釋;廣義相對論隱含宇宙是膨脹的。

愛因斯坦的廣義相對論是一個引力理論,他認為大質量物體彎曲了周圍時空,引力只不過是時空彎曲的幾何效應而已,而引力場就是彎曲的時空。物體在引力場受到的引力只不過是物體在彎曲時空作“測地線”運動的效果。

宇宙中存在引力,星球之間的距離會越來越小嗎?

引力既然是天體周圍時空彎曲的幾何效應,那萬物之間自然就沒有什麼真的“引力”,那星球之間的距離就不會越來越小。愛因斯坦起初認為宇宙是有限無界的靜態,但他又感覺到這種彎曲效應使“宇宙有引力收縮的趨勢”,為了得到一個穩恆的宇宙,他特別引入了一個“反引力”的宇宙常數以抵消引力的收縮趨勢,從這裡看出那時的愛因斯坦也和題主一樣擔心宇宙收縮。直到1930年美國天文學家哈勃發現了星系光譜紅移和距離的線性關係――哈勃定律,

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哈勃

人們把紅移歸結於宇宙的膨脹,並反推宇宙是由一百三十多億年前的“一點”大爆炸產生的。證實了宇宙的膨脹,使科學家們放棄了靜態穩恆宇宙的原有認識,

宇宙中存在引力,星球之間的距離會越來越小嗎?

當愛因斯坦得知哈勃發現宇宙是普遍膨脹的事實後,他馬上撤掉了宇宙常數項。愛因斯坦認為他引入宇宙常數是一生中最大的關鍵性錯誤,因為宇宙的膨脹自然會抵消引力的收縮,而無須增加具有“斥力”效應的宇宙常數。

實際上愛因斯坦當初根據他的場方程解出的宇宙是膨脹的,所以他的心情是既後悔又驕傲(他認為他最初的方程是無懈可擊的)。

宇宙中存在引力,星球之間的距離會越來越小嗎?

廣義相對論尚未解決的問題

廣義相對論是當前最偉大的理論,是當前宇宙學家們研究宇宙的強有力工具。而宇宙大爆炸理論是當前的主流認識。但愛因斯坦只是對“引力是什麼”做了一次有益的探索和猜測,有些問題仍然沒有解決和證實,他預言的引力波雖然被探測到了,但引力波的基本特性、引力場到底是什麼、引力的傳播速度等問題至今並沒有搞清,至於宇宙中為什麼存在引力、引力產生的原因是什麼(即大質量物體為什麼會彎曲時空)、宇宙膨脹的動力是什麼等問題更沒有給出答案,所以現在來回答這個問題都是在探索和猜測。

對宇宙膨脹動力的有益探索

經過多年的觀測和研究,人們發現宇宙不但在膨脹,而且還是加速膨脹,這似乎意味著宇宙中確實存在著一種“反引力”什麼的作用在起著什麼作用,並且相比引力顯然佔了上風。目前科學家把這種尚不清楚的反引力作用稱為“暗能量”,因此現在有很多科學家認為愛因斯坦的宇宙常數有另一種意義,就是具有引力負壓的暗能量。宇宙中就是因為有了暗能量,宇宙才會克服引力。普通物質產生引力,暗能量產生斥力,普通物質密度隨著宇宙膨脹逐漸變小,而暗能量卻幾乎不變。早期宇宙在經厲了短暫的暴脹之後,由於那時物質密度較大,所以宇宙處於減速膨脹階段;而現在的暗能量密度已經大於普通物質密度,因此斥力佔據主導地位,宇宙進入加速膨脹階段。

宇宙中存在引力,星球之間的距離會越來越小嗎?

據一些科學家預測,再過200億年,所有的星系、恆星和行星終將被暗能量撕裂,宇宙剩下的只是寒冷和黑暗。

小結:

總之現在人們對宇宙的認識是:宇宙是加速膨脹的,宇宙中即使存在萬有引力,星系之間的距離也會越來越大,在宇觀大尺度上,星球之間的距離自然也會越大。