如果太陽突然消失，地球是一下飛出去，還是8分鐘後再飛出去？

萬有引力的起源

我們都知道，牛頓提出了萬有引力定律。但實際上，在牛頓之前，學者們遇到了和牛頓一樣的問題，那就是為什麼物體會下落？

有一個傳説是牛頓被蘋果砸了，才悟出了萬有引力定律。當然，仔細想一想，就知道這個只能是謠言，已經被人闢謠了，其次，這種現象太常見，如果這麼簡單，早就被古希臘的哲學家們提出來了。

事實上，有一個古希臘時代的集大成者亞里士多德就提出瞭解決這個問題的辦法。他是這麼説的，地球上的物質主要是由水火土氣所構成，土和水比較重，所以都有下落的趨勢，而火和氣比較輕，所以有上升的趨勢。而太空中灌滿了一種叫做“以太”的物質，所有在太空中的天體都是圓周運動。（補充一句，這裏的太空用到的其實是“月亮上方”的概念）這可以説是最早的引力理論了。

牛頓的萬有引力定律

如今看來，亞里士多德的理論算是比較離譜了。但是當時的學者們其實正在發起“拯救現象”的運動，他們會思考如何讓理論和現實擬合，亞里士多的解釋起碼在他的時代已經夠用了。

我們也知道，後來牛頓橫空出世，提出了萬有引力定律。具體來説，我們把萬有引力定律理解成萬物都有彼此吸引的力。

牛頓發現萬有引力和物體的質量成正比，和它們距離的平方成反比。通過萬有引力定律，牛頓統一了天上和地上的物理學現象。在亞里士多德時期，兩者是完全兩碼事。

但是牛頓也遇到了麻煩，要知道，如果我們的宇宙是一個物質主導的宇宙。那麼萬物之間都有引力，在引力的作用下，宇宙應該是向中心聚攏的。因此，宇宙最終的結果註定就是收縮到一個點上。

起碼在牛頓時期，包括我們現在，也沒有發現宇宙有這樣的一個發展趨勢。相反，我們發現宇宙正在加速膨脹。因此，牛頓的理論其實和實際情況出現矛盾。於是，牛頓就提出了一個解決辦法，他認為宇宙是無限大的，如果是這樣，那宇宙就沒有中心的，或者是宇宙處處是中心，處處引力平衡。

如果這個時候你要問牛頓，那萬有引力的傳播速度有多快呢？

其實關於這一點，牛頓認為引力是一種超距力。啥意思呢？就是説引力的傳遞是瞬間的。我們舉個例子，如果太陽突然消失了，那地球就好像瞬間收到“太陽消失”的信息一樣，立馬從軌道的切線方向飛出去。當然，如果你要問他什麼是這樣的，他自己也不清楚。

引力的本質

1905年，有一位26歲的瑞士專利局的專利員發表了四篇劃時代的物理學論文。在這四篇論文當中，有兩篇後來被稱為狹義相對論。當然，你也一定也猜出來了，這個專利員就是愛因斯坦。

在後面這兩篇論文當中，愛因斯坦統一了時間和空間，他認為時間和空間不應該被分開來看，而應該被統一起來看，並稱為“時空”。後來，愛因斯坦大學時的數學老師閔可夫斯基提出了“光錐”的概念。

光錐的概念在這裏就不贅述了。我們只要知道一件事，那就是當你照鏡子的時候，你看到的是你自己麼？實際上並不是。這是因為“光速”的傳播是需要時間的，當你照鏡子時，光要從你的臉上傳播到鏡面上，再發射到你眼睛裏，這當中要走過一段路徑，所以，你看到的是過去的自己。

而我們會發現，事件的相互影響，其實是依靠光速進行傳遞的，也就是説光速是時空的一種特殊屬性。而我們要知道的是，狹義相對論其實是適用於慣性參考系的，也就是平直的時空。

但如果是非慣性參考系，非平直的時空又是什麼樣子呢？

後來，愛因斯坦又花了10年的時間來研究這個問題，就提出了廣義相對論，研究的就是彎曲時空的特性。結果，他發現質量可以引起時空的彎曲，或者説，引力並不存在，存在的是時空的彎曲。

我們也可以説，引力的本質其實是時空的彎曲。

按照這個説法，我們再來看地球和太陽的關係。地球之所以繞着太陽轉，本質上是因為太陽壓彎了周圍的時空，而地球沿着時空的“測地線”（也就是時空的“直線”）在運動。

按照愛因斯坦的廣義相對論，如果現在太陽消失了會如何呢？

這個時候，時空開始恢復，但是時空是受到光速的約束，也就是説，它的傳遞速度其實是光速。也就是説，地球並不會馬上沿着軌道的切線方向飛出去。此時，地球還不知道太陽消失了，要等過了8分20秒之後，地球才會沿着軌道的切線方向飛出去。這是因為太陽和地球之間距離1.5億公里，光跑完這段距離需要這麼多時間。

從這裏我們不難看出，在這一點上，牛頓理論和愛因斯坦的相對論得到的結果是不一致的。不過，目前的觀測結果和實驗都更加支持愛因斯坦的廣義相對論，它是比牛頓萬有引力定律更加普世的物理學理論。