Гравитация - притягивающая или толкающая сила?

В общей теории относительности гравитация не толкает и не притягивает. Чтобы объяснить, почему мяч движется по дуге, вы отмечаете начальную и конечную точки броска в четырехмерном пространстве-времени (3 пространственные координаты и 1 временная координата). Затем вы находите кратчайший путь между этими двумя четырехмерными точками в искривленном пространстве-времени, окружающем мяч. Земля. Этот кратчайший путь — это путь в пространстве-времени, по которому движется мяч.

Таким образом, в общей теории относительности гравитация рассматривается не как сила, а как результат, когда объекты движутся самым прямым образом в области искривленного пространства-времени.

Однако почти во всех практических целях действие гравитации в теории относительности наиболее идентично действию силы притяжения, как предполагал Ньютон.

Я предполагаю, что это недоразумение является результатом часто используемой аналогии с резиновым листом . Аналогия с резиновым листом говорит о том, что, согласно общей теории относительности, масса искривляет пространство-время подобно тому, как тяжелый шар для боулинга на почти натянутом одеяле (или резиновом листе) изгибает одеяло/пласт. Эта результирующая кривая заставляет другие частицы материи/энергии двигаться по-разному. Я предполагаю, что это ваша путаница.

Аналогия с резиновым листом сильно терпит неудачу в одной области, любая ее демонстрация связана с гравитацией на Земле. Если я использую шар для боулинга, чтобы деформировать лист, а затем перемещаю мяч для гольфа по соседнему листу, мяч для гольфа немного сдвинется к шару для боулинга из-за силы гравитации вокруг меня, а не «гравитации» в симуляции. Таким образом, создается впечатление, что гравитация тянет мяч для гольфа «вниз», потому что шар для боулинга тянет резиновый лист «вниз». Это результат использования двумерной аналогии трехмерной вселенной.

Дело в том, что в общей релятивистской модели гравитации не происходит никакого «толкания». Гравитация притягивает (до тех пор, пока для рассматриваемого объекта выполняются сильные энергетические условия), как постулировал Ньютон.

В более ранних ответах указывалось, что этот вопрос основан на ошибке относительно общей теории относительности, в которой гравитация не толкает и не притягивает, но он также основан на ошибке относительно точки зрения Ньютона и того, что он написал. Ньютон настойчиво отказывался идентифицировать гравитационное притяжение либо как толчок, либо как притяжение. Он сказал, что его интересуют только математические величины и соотношения сил и т. д. Он писал, что употребляет слова «притяжение» и «импульс» безразлично, «одно за другое» в отношении общей склонности массивных тел сближаться. друг друга, и он категорически воздерживался от предположений об их физической природе или причине (см. цитаты ниже).

Соответственно, точно так же, как другие ответы указывают на то, что ОТО не определяет гравитацию ни как толчок, ни как притяжение, то же самое сделала и физика Ньютона. Будь то в ОТО или в ньютоновской физике, ответ «толкать» или «тянуть» не нужен для описания физики. Фактически вопрос представляет собой ложную антитезу.

Вот основа того, что написал Ньютон. В начальных частях «Начал» в Определении VIII Ньютон писал (цитируется здесь по английскому переводу его оригинальной латыни 1729 года, доступному в Интернете по адресу https://books.google.com/books?id=Tm0FAAAAQAAJ ):

«Я… употребляю слова «Притяжение», «Импульс» или «Склонность любого рода к центру, беспорядочно и безразлично, одно за другим, рассматривая эти силы не физически, а математически: поэтому читатель не должен воображать, что этими словами Я где-либо беру на себя определение вида или способа любого Действия, его причин или физической причины, или что я приписываю Силы в истинном и физическом смысле определенным центрам (которые являются только Математическими точками) ..."

В том же духе его Определение V гласило, что «центростремительная сила - это сила, с помощью которой тела притягиваются или толкаются или каким-либо образом стремятся к точке как к центру».

Позже он еще раз подчеркивал то же воздержание от спекуляций (Начала, книга 1, раздел XI, схолия после предложения 69):

«Я использую здесь слово «притяжение вообще» для обозначения любого усилия тел приблизиться друг к другу; возникает ли это стремление от действия самих тел, стремящихся друг к другу или возмущающих друг друга духами, испускаемыми возникает ли оно от действия эфира или воздуха, или какой бы то ни было среды, телесной или бестелесной, как бы ни толкали друг к другу помещенные в нем тела, В том же общем смысле я употребляю слово импульс, не определяя в этом трактате виды или физические качества сил, но исследуя их количества и математические пропорции, как я уже заметил в определениях».

Как насчет того, чтобы думать об этом как о давлении. Если представить космос как большой резервуар с водой в невесомости. Обычно пузырьки всплывают, но в условиях невесомости идея всплытия исчезает. Вместо этого пузырь будет течь в области с более низкой плотностью, а не в области с более высокой плотностью. Итак, если вы можете представить материю, смещающую пространство и создающую область с низкой плотностью, то материя будет «подплывать» к ней. Доза, которая имеет смысл?