爱因斯坦的引力理论打破200年前的牛顿真理：引力其实是时空弯曲

原标题：爱因斯坦的引力理论打破200年前的牛顿真理：引力其实是时空弯曲

引力是宇宙中四种基本力之一，也是人类最早认识到的基本力。相信大家都听过关于牛顿发现引力的小事故，有一天牛顿坐在苹果树下休息时，树上掉下一个苹果砸中了他的脑袋。于是，牛顿灵感乍现，他认为把苹果从树上拉下来的力，正是使地球能够绕着太阳运转的力，万物之间都存在一种吸引力，这就是引力。

首先，需要澄清一下，这个故事不是完全真实，苹果并没有掉在牛顿的头上。根据他的传记作者William Stukeley的说法，牛顿在沉思时，看到了掉落的苹果。他在想为什么苹果是直接掉到地上，而不是往其他方向飞。此后，基于开普勒行星运动三大定律以及他自己发明的微积分，牛顿推导出了万有引力定律公式。这个公式表明，任何有质量的物体之间都存在引力作用，其大小与这两个物体的质量乘积成正比，与物体之间距离的平方成反比。

不过，牛顿自己对这个理论不甚满意。因为万有引力定律无法解释引力的本质，引力究竟如何产生一直困扰着他。尽管如此，牛顿的引力理论后来成为了真理，掩盖了引力真相长达200年之久。

牛顿引力理论VS爱因斯坦引力理论

幸运的是，爱因斯坦正确地否定了这个教条，并且提出了广义相对论。对于当时名不经传的爱因斯坦来说，敢于挑战牛顿，这展现了他的勇气，他挑战了一个被崇拜了200年的观点。

爱因斯坦的发现是基于一系列的思想实验。如果有人在一个密闭的电梯里做自由落体运动，他无法分辨出电梯是漂浮在远离引力的太空中，还是在地球上的建筑物中，他处于一种失重的状态。然而，如果他没有受到任何力的作用，为什么一个自由落体的人会加速呢？显然，这与牛顿第二运动定律相矛盾——加速度的大小与施加的外力成正比。

爱因斯坦提出，物体不是被大质量物体的引力所牵引，而是在弯曲的时空中运动。根据广义相对论，引力是物体弯曲时空造成的。正因为如此，物体在引力场中做自由落体运动的曲线（不考虑空气阻力）与质量无关，引力其实是一种几何效应。物体在时空中运动走最短的路径——测地线，对于围绕太阳旋转的行星来说也是如此。绕轨道运行的行星沿着太阳的最短路径，以使能量最小化。这条路径是一个椭圆，是太阳引力中最有效的路径。

牛顿引力理论是谬论吗？

牛顿引力理论不能解释水星轨道的近日点进动异常，也不能解释引力透镜效应，也解释不了为什么会产生引力波。那么，这是否意味着牛顿引力理论是完全错误的呢？如果真的错了，为什么还普遍存在于我们的课本中呢？

牛顿引力理论并没有错！事实上，人造卫星飞上太空只需使用这个理论就行了。在弱引力场的情况下，使用牛顿引力理论就能获得足够高的精度。虽然使用广义相对论能够获得更为准确的结果，但后者的形式更为麻烦，使用起来不是很方便。但在强引力场中，就只能使用爱因斯坦的引力理论。