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為什麽庫侖定律和萬有引力定律驚人的相似

有本質的相似性。

用力線表示地球的引力場圖/Newton Press

假設我們用“力線”來表示地球對周圍物體的引力:從地球中心向四周均勻分布著力線。力線的密度越高(穿透壹定面積的線數越多),則表示該處的引力越大。接下來分別在距離地球中心不同的位置放置相同面積的四邊形,其距離分別為地球半徑的1倍、2倍和3倍。

距離地球越遠,線與線的間隔越大,所以穿過四邊形的線數越來越少。正像牛頓發現的定律所描述的那樣,當離地球中心的距離變為2倍遠時,力線的密度(引力大小)則變成1倍遠時的1/4。而在3倍遠時,則是1/9。

很容易理解,力線密度其實與球面的表面積呈反比關系,而球面表面積與半徑的平方呈正比,因此力線密度即與距離為平方反比。

如果假設世界是2維的。那麽,代表引力的力線就會在2維平面上均勻分布。此時,引力分布的範圍就不是球,而是圓,所以,計算力線密度時要除以圓的周長。因此,引力大小與距離的1次方成反比。也就是說,引力與距離的次方成反比。

擴展資料

果能夠實際觀測到近距離的引力急劇變大這壹現象的話,這將成為證明存在額外維度的有力證據。目前,額外維度為1毫米大的可能性已經被驗證實驗所否定。科學家們正在潛心驗證額外維度是否小於幾十微米大小。實際上,在小於0.1毫米的短距離內,“引力的大小與距離的平方成反比”這壹定律是否成立,尚未得到確切驗證。

壹些科研機構正在制作壹些小型試驗裝置,來測量大約0.1毫米距離的引力強度。不過,如果額外維度的大小遠遠小於原子等粒子的話,我們將很難直接測量引力的大小,這時候就需要大型加速器的幫助。