如果太阳突然消失,地球是瞬间飞出去还是要等8分钟再飞出去?

科学家们通过长期的观测、研究和论证 , 将宇宙中物质之间的相互作用效果产生的原因 , 逐渐归结于四种基本作用力所致 , 其中我们日常生活中常见的两种力分别是电磁力和引力 , 其中电磁力是电磁波传输和携带能量的过程中 , 具有不同电荷的粒子之间的相互作用力 , 比如太阳辐射压力、摩擦力、支持力等都属于电磁力的范畴 。 而引力是物体之间相互吸引效果的源头 , 大到宇宙中的巨型天体 , 小到原子与原子之间 , 都存在着万有引力作用 , 引力虽然是四种基本作用力中最弱的 , 但是它却具有远程性 , 理论上凡是有质量的物体之间 , 无论距离多远 , 它们之间都会存在一定的引力作用 , 只不过随着距离的增加 , 引力的数值衰减得非常快而已 。
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关于引力的本质到底是什么这个话题 , 在牛顿发现万有引力之后一直是困扰着科学界的焦点 。 牛顿于1687年正式提出万有引力 , 并且以公式的形式阐述了万有引力的大小 , 即与两个物体的质量乘积成正比关系 , 与物体之间距离的平方成反比关系 , 但是并未对引力产生的根源进行说明 。 而且牛顿在确立了万有引力定律之后 , 认为引力的发生是瞬时的 , 它会随着物体的存在而存在 , 随着物体的消失而瞬间消失 , 也就是说牛顿将引力描述为“超距”性的力 , 它的作用效果不需要时间 。
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在20世纪初 , 爱因斯坦提出了狭义相对论 , 同时明确了两条基本假设 , 其一是狭义相对性原理 , 将物理定律在所有惯性参照系中都具有相同的表现形式进行固定 , 从而否定了以太假说 。 第二个假设是光速不变原理 , 即真空中的光线传播速度 , 在所有的惯性参照系中都保持不变 。 爱因斯坦的狭义相对论将物体的运动与时间和空间进行了统一 , 同时据此还统一了质量和能量的关系 , 提出了著名的质能方程 。
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如果太阳突然消失,地球是瞬间飞出去还是要等8分钟再飞出去?】在狭义相对论的基础上 , 爱因斯坦又于1915年提出了广义相对论 , 在广义相对论中又丰富了另外一条基本假设 , 那就是物体运行的惯性质量等同于引力质量 , 从而阐释了引力的产生来源问题 , 那就是质量的存在使空间产生的弯曲 , 物体的运行遵循着沿测地线方向这个原则 , 而测地线则是在弯曲的空间中点与点之间的最近距离 。 爱因斯坦的广义相对论 , 从物质存在及其分布对时间和空间的性质发生改变的角度 , 进一步统一了时间和空间 , 深刻地解释了引力产生的根源 , 在此基础上爱因斯坦又建立了引力场方程 , 根据这个方程 , 预测出了黑洞、引力波等的存在 , 后来黑洞和引力波均被天文观测和相关实验所证实 。
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爱因斯坦推导引力波的过程 , 实质上是在广义相对论各假设条件下应用洛仑兹不变性求出的结果 , 那么通过引力来源的物体质量在发生非常大的变化时 , 由于这种质量变化所引发的时空弯曲程度也会相应发生剧烈波动 , 从而将以波的形式向四外蔓延 , 这就像水面出现的水波一样 , 而波的传递理论上就必须需要一定的时间 , 也就是说引力波必须拥有一定的速度 , 而不可能即时性地传递到任意远的地方 。 科学家们根据引力场方程、麦克斯韦方程、电磁波方程 , 从理论上推导出引力波的传播速度应该为光速 , 当引力源消失以后 , 因质量存在所引发的时空弯曲会从引力源点出发 , 以光速进行恢复 , 即引力中心区域时空趋于平坦 , 然后以光速波及外围区域 , 最后达到整个区域的时空不再发生弯曲为止 。
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通过以上的分析 , 我们可以看出 , 即使太阳突然消失 , 也就意味着引力源的突然消失 , 那么由于原来太阳巨大质量所造成的空间弯曲 , 会沿着太阳所在的中心点以光线传播的速度 , 向四周的宇宙空间逐渐恢复 , 3.2分钟以后水星再也“感受”不到太阳的引力 , 在所有的行星中 , 率先沿着轨道切线方向飞出去 。 6分钟后金星也会沿袭水星的“动作”飞离 , 接下来在太阳消失8.3分钟后 , 地球也逃脱不了飞出去的命运…… , 以此类推 , 直至整个太阳系的行星都四散开来 。 在此过程中 , 如果外侧的行星正好位于内侧行星轨道的切线行进方向 , 则早期飞出去的行星就有一定的可能性 , 与外侧的行星发生碰撞 , 或者被大质量的气态行星引力所捕获 , 但不论最终的演变结果是怎么样的 , 太阳系终将不复存在 。