表面上我们在玩弹珠,实际上我们在探索宇宙

作者: 柳迪潇&Mei

来源: 中科院物理所

发布日期: 2020-10-17 15:43:20

通过简单的弹珠实验,模拟宇宙中的引力现象,如黑洞和引力透镜效应,展示了物理原理在日常生活中的应用。

小时候玩过弹珠的请扣一,玩过三维弹球的请扣二,但是大家有没有想过,这其中其实另有乾坤。实验器材包括所标杯、钢珠(任意球体)、桌布、圆形镂空板。首先将桌布盖到镂空板上,然后在中间放一些钢珠,使中间凹陷。此时一颗钢珠路过,此时两只钢珠路过,这难道就是光都无法逃逸的“黑洞”吗?在本次实验中,我们使用桌布模拟物体之间的吸引力。因为重物会使桌布凹陷,将钢珠放在凹陷的桌布上时,重力分量会使钢珠向下滚。

于是两个物体就会因为桌布的形变而相互靠近,这就模拟了重物之间的吸引力。如果我们将中心的质量看做恒星,外围的质量看做行星的话,当行星速度不大,被束缚在恒星的引力场中,就会因为能量的逐渐减少而坠向恒星。如果物体速度足够快可以逃离大质量天体的引力场,那么物体的运动路径就会因为通过了引力场而弯折。光在经过大质量天体附近时也会弯曲,就好像经过透镜一般,人们把光的这种现象称为引力透镜效应。

引力透镜现象便作为广义相对论正确的证据具有非常重要的地位。

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