牛顿怎么发现的万有引力定律公式（追溯牛顿和爱因斯坦）

每天我们都在尝试去解释在南极发现的引力波，以及引力波对于理解宇宙大爆炸和宇宙本身的意义。你可能已经听说了关于引力波的新发现，以及它给宇宙诞生带来的新思路。为了理解这次发现的重要性，我们需要回到几百年前一个叫伍尔索普庄园的小农场。

在17世纪60年代末，艾萨克·牛顿正在像大多数有钱且明智的人一样，尽最大努力远离大城市，避开黑死病的威胁。当时牛顿刚刚从剑桥大学毕业，他并没有在各种社交聚会抛头露面，而是回到了他家在伍尔索普庄园的农场，并在那里发明了微积分，并发现了一些关于光的基本原理以及万有引力定律。

牛顿关于万有引力的观点可以总结成以下三点：

每一个宇宙中的物体都对其他存在于宇宙中的每个物体有引力作用。

一个物体对于另一个物体产生的引力会随着另一个物体的远离而减小。

引力作用是立刻产生的。比如，太阳对地球产生引力是不需要花时间的。如果太阳突然消失，地球会立刻冲出轨道，飞向宇宙深处。

现在我们快速推进到几百年后的1916年，阿尔伯特·爱因斯坦刚刚出版了广义相对论。爱因斯坦的研究帮助调和了一些他发现的，存在于牛顿万有引力理论中的问题。

其中最重要的问题之一是爱因斯坦的研究让他发现，没有事物可以传播的比光速还要快，即使是万有引力也不行。这就意味着如果太阳突然消失了，过一段时间地球才会冲出轨道飞向宇宙。这种现象不是立即发生的。

在广义相对论体系下，时间只是空间中的又一个维度。时空可以被想象成是一块巨大的布，延展于宇宙之中。如果你丢一个重物到这块布上，它会沿着这块重物弯曲。如果把太阳想象成落入时空布中的一个巨大重物，那么地球围绕太阳转动的原因就很好解释了——地球在时空的漩涡中转动，而太阳巨大的质量产生了这样的漩涡。

这有点像在商场里看到的那些巨大的塑料通道，你丢一枚硬币进去，它在通道里不停转动直到落入底部。但是和商场里的不一样，宇宙中没有摩擦阻力，无法让地球停止运动，所以地球就一直转着，这样看起来还挺省事。

现在有很多根据广义相对论提出的推测，其中之一即是引力波概念的提出。如果我们重新回到刚才想象中的延展时空布，那么引力波就是巨大物体在时空布上运动时产生的扰动。

假如你曾经玩过蹦床爆米花游戏，就会发现引力波跟这个游戏有点相像。在这个游戏中，一个人在蹦床上上下跳动，其他人把手臂紧紧抱在膝盖上，将身体卷曲成球状。这个游戏的目的就是造成足够的扰动来让其他人松手。

就像蹦床那样，随着一个物体在时空布上产生扰动，引力波就会向外传播，在时空布上泛起涟漪。真实的引力波和我们的蹦床相比有一个不同点，尽管我们可以看到引力波产生的作用，但是这些作用极其微小，很难被探测到。

不过，在南极观察站工作的科学家已经可以在光波上探测到引力波的作用。这些光波被认为是引力波扰动的结果，而引力波扰动则产生于宇宙自大爆炸之后的快速膨胀。科学家们对于这次发现非常兴奋，因为一旦确认了，这些结果将不仅仅为宇宙的诞生提供更多的信息，还会为基于爱因斯坦广义相对论提出的预测，提供一块最后的证据拼图。

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3. quickanddirtytips- Nanosilver

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