精选嫩鲍 万有引力定律有bug?要是两个物体之间的距离无限趋近于零,引力就会无尽大吗?

关于万有引力定律精选嫩鲍,服气各人王人不生分,粗鄙咱们会将其内容领路为,任何两个具有质料的物体之间王人存在引力,引力的大小与它们的质料成正比,与它们距离的往往成反比。那么问题就来了,要是两个物体之间的距离无限趋近于零,那它们之间引力就会无尽大吗?

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正如咱们所知,万有引力定律的数学公式为“F = Gm1m2/r^2”,其中F代表两个物体之间的引力、G代表引力常数,m1和m2辞别代表两个物体的质料,r为两个物体之间的距离,据此咱们似乎不错预计出,要是r无限趋近于零,那F就应该会趋向于无尽大。

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可是在日常生涯中,这么的情况却不会发生,毕竟咱们雷同把两个物体牢牢地挨在全部,却从未见过“引力无尽大”这么的情况,那这是否意味着万有引力定律有bug呢?底下咱们就来盘算推算一下这个问题。

实质上,万有引力定律应该严谨地表述为:“任何两个质点之间王人存在通过其连心线方进取的相互眩惑的力,其大小与它们质料的乘积成正比,与它们距离的往往成反比”。

需要知说念的是,所谓质点,是指一个具有质料但莫得体积的点,这仅仅物理学中的一个理念念化模子,而在咱们的日常生涯中,这么的点根底就不存在,因为咱们所能见到的任何有质料的物体,王人是有体积的,是以当咱们在盘算推算两个物体之间的引力时,“两个物体之间的距离”,应该准确地界说为“两个物体质心之间的距离”。

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举个例子,假定有两个半径为5厘米的实心铁球,当今咱们把它们牢牢地挨在全部,色影院在这种情况下,即使这两个铁球之间不留少量间隙,它们质心之间的距离仍然会有10厘米,根底就算不上“距离无限趋近于零”,而由于引力常数的值高出小(约为6.672 x 10^-11N·m^2/kg^2),因此这两个铁球之间的引力就极为微弱精选嫩鲍,以至于不错忽略不计。

那么,要是把这两个铁球的半径不断减轻,让它们的质心无限接近,它们之间的引力是不是就不错无尽大了呢?其实否则。

因为这两个铁球的质料与它们的体积成正比,而它们的体积则与它们本人半径的立方成正比的,这就意味着,在这两个铁球的半径不断减轻的历程中,万有引力公式中的分母不可能减轻得比分子快。

举例,要是咱们把这两个铁球的半径减轻为正本的一半,那在万有引力公式中的分母就会减轻成正本的4分之1,而分子上的两个铁球质料的乘积,天天影视最新网站则会减轻到正本的64分之1,如斯一来,虽然就不可能出现“引力无尽大”这么的情况了。

那么,假如咱们在一个大铁球的中间挖一个洞,然后将一个小铁球放在这个洞里,那咱们就不错让大小两个铁球的质心之间的距离无限趋近于零,致使径直类似起来,在这种情况下,引力是不是就不错无尽大了呢?

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其实也不行。字据高斯定理不错推导出,在一个半径为R的球体里面距离球心为r的位置上,不错当作是只会受到这个球体半径为r这部分质料产生的引力,因为r到R这部分“球壳”的质料所产生的引力,其协力为零。

由此可知,假如咱们的确在一个大铁球的质心位置挖一个洞,然后将一个小铁球放在这里,那它们之间的引力也不会无尽大,而当大小两个铁球的质心弥散类似的时分,引力反而会减小为零。

看到这里,可能有东说念主会问了,假如咱们大致在质料保抓不变的情况,不断地压缩两个铁球的半径,进而使它们质心之间的距离无限趋近于零,这么总该不错让它们之间的引力无尽大了吧?关于这个问题,爱因斯坦示意有话要说。

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字据爱因斯坦建议的《广义相对论》不错推导出,关于任何具有质料的物体来讲,惟有它的当然半径被压缩到小于或等于一个特定的值,它就会成为一个黑洞,这个特定的值被称为“史瓦西半径”。值得一提的是,与常见物体的当然半径比拟,“史瓦西半径”其实瑕瑜常小的,举例地球的“史瓦西半径”就大要为9毫米。

也即是说,要是咱们的确有能力在质料保抓不变的前提下不断压缩两个铁球,那它们最终就会成为两个极为微弱的黑洞。

而字据《广义相对论》对黑洞的形容,在黑洞的中心位置有一个“奇点”,它的体积无限小,密度无限大,因此咱们字据万有引力定律就不错推导出,假如咱们不错让这两个黑洞的“奇点”之间的距离无限趋近于零,那它们之间的引力就会无尽大。

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可是咱们并不成就此合计万有引力定律有bug精选嫩鲍,而只可说万有引力定律存在本人的局限性,黑洞的“奇点”依然超出了该表面的适用规模,实质上,任何一种表面王人有本人的局限性,而关于黑洞的“奇点”,咫尺总计的物理表面其实王人不适用,《广义相对论》也不例外,是以才有这么一种说法:在黑洞的“奇点”处,总计已知的物理定律王人会失效。

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