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引力是每天作用在我们身上的四种基本力之一 ， 具有质量的物体都能产生引力 ， 其他三种是电磁力和强、弱核力 ， 这三种力直到最近几个世纪才为人类所知 ， 但影响行星和恒星等一切事物的引力长期以来一直是人们猜测的主题 ， 它可以使我们保持在地球表面 ， 并使地球围绕太阳运行 。
太阳的轨道引力将其所有组成元素紧密地结合在一起 ， 使核聚变产生热量和光 ， 或简言之 ， 引力赋予了生命 。 牛顿认为 ， 引力随着物体质量的增加或它们靠近而增加 。 如果我们把数字加在一起 ， 一个物体的质量加倍 ， 使其拉力加倍 ， 使两个物体的距离加倍 ， 使其相互拉力增加四倍 ， 这些概念被浓缩成牛顿的万有引力定律 。
但牛顿定律并不完美 ， 天文学家在19世纪发现有一个微小的牛顿定律和自然定律之间的差异 。 当时科学家看到水星轨道形成的椭圆围绕太阳旋转的速度比牛顿理论预测得要快 ， 后来这一难题由德裔美国物理学家阿尔伯特·爱因斯坦在其1915年发表的广义相对论中解决了 。
爱因斯坦提出时空形状是导致我们体验到的重力原因 ， 所有像地球这样有质量的物体实际上弯曲了宇宙的结构 ， 即时空 ， 曲率是我们感觉到的重力 ， 任何物体都必须遵循此曲率 ， 即便是光线也会被超大质量物体弯曲 ， 爱因斯坦的广义相对论场方程一组方程显示了物质和能量是如何变化的过程 ， 当他们在1919年日食期间准确地预测到水星轨道的变化和围绕太阳的恒星线的弯曲时 ， 扭曲的时空证明了这一理论 。
那么这是否意味着爱因斯坦的相对论证明了牛顿错了呢？并不是 ， 牛顿的方法是描述性的 ， 他将观察到的现象与一个简单的数学问题相匹配 ， 他的数学无法解释重力函数 ， 但它现在仍然是描述普通物体行为的一种非常有效的方法 。 爱因斯坦所做的是提高我们对引力起源的认识 ， 比如黑洞 ， 在黑洞附近使用爱因斯坦的相对论会比牛顿的万有引力定律更加准确 ， 牛顿定律准确地描述了物体如何运动 ， 但爱因斯坦的张量场方程更为重要 ， 因为天文学家已经在外层空间发现了实际的黑洞 ， 甚至成功拍下了位于我们星系中心的巨大黑洞的照片 。 其他望远镜观察到了黑洞对宇宙周围的影响 。
【牛顿定律存在缺陷，相对论不够完美，会有终极理论吗？】
天文学家在这些黑洞的帮助下测试了爱因斯坦的理论 ， 在《科学天文学家》杂志上发表的一项研究中 ， 爱因斯坦广义相对论中概述的引力模型被认为在这些黑洞深处会自行崩溃 ， 而通过研究银河系中心的超大质量黑洞人马座a 。 该研究表明 ， 即使在黑洞的最边缘 ， 重力的行为也与爱因斯坦的预测完全一致 。 然而 ， 这项研究只是确定了爱因斯坦相对论模型的适用性 。
2018年 ， 科学家们监测了恒星so2 ， 当时它最接近人马座a ， 这颗恒星离人马座非常近 ， 并且以光速2.7%的速度移动 ， 天文学家使用夏威夷的凯克天文台双子座天文台和斯巴鲁望远镜在3d中跟踪so2的完整轨道 。 这些数据与他们在过去24年中进行的测量相结合 。 如果爱因斯坦是对的 ， 黑洞将以某种方式扭曲时空将光的波长从s0扩展到2 。
简而言之 ， 当黑洞强大的引力耗尽其能量时 ， 波会变长 ， 将星光的颜色从蓝色变为红色 。 恒星仍在发射蓝光的事实支持了牛顿的引力理论 ， 该理论忽略了空间和时间的曲率 。 如果它改变了色调 ， 则会引出一个完全不同的引力概念 。 然而 ， 正如爱因斯坦预测恒星会发出红光一样 ， 研究人员分析了广义相对论中的引力红移预测 ， 该预测指出 ， 光收到了引力的影响变得扭曲 。
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