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为什么重力把我们往下拉，而不是往上拉？引力是有质量或能量的物体相互吸引的原因。这就是苹果向地面坠落、行星绕恒星运行的原因。磁铁会吸引某些类型的金属，但也会把其他磁铁推开。那么，你为什么只感觉到重力的拉力呢？

1915 年，爱因斯坦在发表广义相对论时找到了答案。万有引力把你拉向地面的原因是，所有有质量的物体，比如我们的地球，实际上都会弯曲宇宙的结构，即时空。这种弯曲就是你所感受到的重力。

什么是时空？

在了解复杂的万有引力世界之前，你需要先了解时空。

时空就像它的名字一样：空间的三个维度--长度、宽度和高度--与第四个维度--时间的结合。爱因斯坦通过一些非常出色的数学运算，第一个认识到物理定律是在空间和时间融合在一起的宇宙中起作用的。

这意味着空间和时间是相连的--如果你在空间中移动得很快，时间就会比移动缓慢的人慢下来。这就是为什么宇航员--他们在太空中移动得非常快--比地球上的人老得慢一点点的原因。

地球会使时空弯曲，使你向地球坠落，而不是远离地球。

物质制造重力井，而不是重力山

引力是指宇宙中的物体因为时空弯曲而相互吸引。当爱因斯坦提出广义相对论时，他表明宇宙中所有的东西都能使时空弯曲--用物理学术语来说，这些东西就是质量和能量。

由于你的大脑通常以三维空间来思考世界，因此很难将四维时空作为一个单一的概念来思考。因此，为了更容易理解，请想象一下蹦床的表面。如果上面什么都没有，它就是平的。但如果你站在蹦床上，它就会围绕着你的双脚延伸，并以你为中心形成一个山谷。如果蹦床上有一个球，它就会滚向你的脚。

重力的作用原理类似于如果你站在蹦床上，物体会向你的脚下滚动。

这是时空运作的二维示例。你的质量拉伸了蹦床，形成了所谓的重力井，球就会滚进重力井。这与重物--比如地球--的引力如何将你我这样的物体拉向地球非常相似。

更奇怪的是，由于空间和时间是相连的，时间也会被重物拉长！

在电影《星际穿越》中，主人公去了一个靠近黑洞的星球，在那里，他们的衰老速度比其他人都慢。

你越重，蹦床井的两侧就越陡峭。这就是为什么宇宙中真正巨大的物体--比如太阳或黑洞--的引力比地球更大的原因。

那么，为什么重力会把你往下拉，而不是把你推开呢？

想象一下，如果有人走到蹦床下面，然后往上一推，球就会滚走，这就是重力山，而不是重力井。据科学家所知，物质--或者说东西--总是形成重力井，而不是重力山。科学家们可以想象一些由奇异物质或能量构成的东西，它们会使重力把你推向太空，但到目前为止，还没有人发现任何东西能使重力把你推离地球。

作者：马里奥-博伦达（Mario Borunda），俄克拉荷马州立大学物理副教授。

编译来源：ScitechDaily

2024-07-06 23:00:14