引力(自然界基本力之一)

引力（英語：Gravitation、Gravity），是指具有質量的物體之間加速靠近的趨勢，其來源於物體自身質量對於時空的彎曲，而不是源於重力場間的相互拉扯。 因此，引力並不是我們常常理解的那種作用力，而是由時空彎曲形成。主要跟宇宙壓力，宇宙速度，空間維度，磁場強度，物體結構有關。

基本介紹

• 中文名：引力
• 外文名：Gravitation、Gravity
• 又稱：重力相互作用
• 別名：Gravitational Interactions
• 類別：物理
• 涵義：基本作用力

物理釋義

任意兩個物體或兩個粒子間的與其質量乘積相關的吸引力，自然界中最普遍的力，簡稱引力。在粒子物理學中則稱引力相互作用和強力、弱力、電磁力合稱4種基本相互作用。引力是其中最弱的一種，兩個質子間的萬有引力只有它們間的電磁力的1/（1.235*10的36次方），質子受地球的引力也只有它在一個不強的電場1000伏/米的電磁力的1/（9.761*10的9次方）。因此研究粒子間的作用或粒子在電子顯微鏡和加速器中運動時，都不考慮萬有引力的作用。一般物體之間的引力也是很小的，例如兩個直徑為1米的鐵球，緊靠在一起時，引力也只有1.11×10^-3牛頓，相當於0.113克的一小滴水的重量。但地球的質量很大，這兩個鐵球分別受到4×10⁴牛頓的地球引力。所以研究物體在地球引力場中的運動時，通常都不考慮周圍其他物體的引力。天體如太陽和地球的質量都很大，乘積就更大，巨大的引力就能使龐然大物繞太陽轉動。引力就成了支配天體運動的唯一的一種力，但是形成這種引力的原因並非是天體之間的拉扯，而是天體對於其周邊時空的扭曲。恆星的形成，在高溫狀態下不彌散反而逐漸收縮，最後坍縮為白矮星、中子星和黑洞，是由於其質量極大造成時空扭曲，進而產生時空擠壓的作用所造成，而非來自於自身重力，因此引力也是促使天體演化的重要因素。質量越大，對時空的扭曲也就越大，引力也就越大。

對為什麼產生引力目前沒有詳細解釋。近代物理（廣義相對論）認為萬有引力是由於時空彎曲而產生。眾所周知，兩點之間線段最短，這是在平面幾何中的公理，這線段就是短程線。然而，在被彎曲的四維時空里，短程線也被彎曲了。因此受到引力作用，行星沿短程線向太陽靠近，由於質量巧合（包括速度巧合）的原因，又因為行星具有慣性（很多人理解成離心力，這是錯的，離心力只是假象，宇宙中根本並不存在離心力，至少現在沒有發現），從而周而復始的繞太陽按橢圓軌道公轉。當質量不巧合時，會出現引力跳板現象，或撞向太陽。其中，構成天體系統的主要原因並不是引力，而是質量所引起的時空扭曲。

在地球上重力的吸引作用賦予物體重量並使它們向地面下落。此外，萬有引力是太陽和地球等天體之所以存在的原因；沒有萬有引力天體將無法相互吸引形成天體系統，而我們所知的生命形式也將不會出現。萬有引力同時也使地球和其他天體按照它們自身的軌道圍繞太陽運轉，月球按照自身的軌道圍繞地球運轉，形成潮汐，以及其他我們所觀察到的各種各樣的自然現象。

萬有引力

1）物體間相互作用的一條定律，1687年為牛頓所發現。任何物體之間都有相互吸引力，這個力的大小與各個物體的質量成正比例，而與它們之間的距離的平方成反比。如果用m1.m2表示兩個物體的質量，r表示它們間的距離，則物體間相互吸引力為，G稱為萬有引力常數。 萬有引力定律是牛頓在1687年出版的《自然哲學的數學原理》一書中首先提出的。牛頓利用萬有引力定律不僅說明了行星運動規律，而且還指出木星、土星的衛星圍繞行星也有同樣的運動規律。他認為月球除了受到地球的引力外，還受到太陽的引力，從而解釋了月球運動中早已發現的二均差、出差等。另外，他還解釋了彗星的運動軌道和地球上的潮汐現象。根據萬有引力定律成功地預言並發現了海王星。萬有引力定律出現後，才正式把研究天體的運動建立在力學理論的基礎上，從而創立了天體力學。簡單的說，質量越大的東西產生的引力越大,地球的質量產生的引力足夠把地球上的東西全部抓牢。

2）任意兩個質點通過連心線方向上的力相互吸引。該引力的大小與它們的質量乘積成正比，與它們距離的平方成反比，與兩物體的化學本質或物理狀態以及中介物質無關。

不同解釋

引力在經典物理學中被認為是宇宙中幾大基本力之一，跟質量成正比、跟距離的平方成反比。但在愛因斯坦的理論中引力已經不是一種基本力了，而僅僅是時空結構發生彎曲後的表現而已。而導致時空結構發生彎曲的原因就是巨大的質量。

舉一個例子：太陽系內的行星圍繞太陽運行，在經典物理學中的解釋是因為行星受到了太陽的引力作用，而圍繞太陽運行。

而按照廣義相對論的理論，太陽周圍的時空被太陽巨大的質量影響，形成時空彎曲,而行星則是按照其測地線運動，相當於在慣性系中所作的勻速直線運動。

牛頓的重力定律還是現代對重力的一般認識，在1687年（丁卯年），牛頓在他的《自然哲學的數學原理》一書中發表了萬有引力定律。牛頓的萬有引力定律的陳述如下：

“宇宙中每個質點都以一種力吸引其他各個質點。這種力與各質點的質量的乘積成正比，與它們之間距離的平方成反比。“

牛頓與萬有引力

（Every particle in the universe attracts every other particle with a force that is directly proportional to the product of their masses and inversely proportional to the square of the distance between them.）

具體到黑洞這種極端條件下的宇宙天體。它有極強的吸引力，科學家在解釋這種吸引力的時候，把它的原因歸結為空間彎曲。而造成空間彎曲的原因是黑洞本身的巨大質量。

說到引力歸根結底是和質量有關，萬有引力是把引力視為由質量引起的一種基本力，而愛因斯坦相對論則把引力視為質量引起的時空彎曲的表現。

星系團的引力透鏡作用

量子力學認為，引力是由於兩個粒子交換引力子導致的。

意義

17世紀早期，人們已經能夠區分很多力，比如摩擦力、重力、空氣阻力、電力和人力等。牛頓首次將這些看似不同的力準確地歸結到萬有引力概念里：蘋果落地，人有體重，月亮圍繞地球轉，所有這些現象都是由相同原因引起的。牛頓的萬有引力定律簡單易懂，涵蓋面廣。 牛頓的萬有引力概念是所有科學中最實用的概念之一。牛頓認為萬有引力是所有物質的基本特徵，這成為大部分物理科學的理論基石。

黑洞

光之所以會被黑洞吸進去，這是因為引力大造成空間扭曲,光隨著被扭曲的空間走而進入黑洞裡，大家都知道光只走直線，光並不是被引力吸進去的，而是光還是走直線，但空間扭曲而進到黑洞。打個比方，在紙上畫一條線,把那張紙扭曲，它還是一條線。

光是沿直線傳播的，根據廣義相對論，空間會在引力場作用下彎曲。這時候，光雖仍然沿任意兩點間的最短距離傳播，但走的已經不是直線，而是曲線。形象地講，好像光本來是要走直線的，只不過強大的引力把它拉彎了。