宇宙空间弯曲是如何形成引力的？
1、空间弯曲、时间延迟，听起来似乎很奇妙。探讨时空弯曲能令我们激发起好奇心和想象力。我们在驱车旅行时的导航就尝试了时空弯曲的应用成果。（由于空间和时间不可孤立，文中所用“时空”、“空间”、“时间”具相同概念）今天，时空弯曲已经得到了多方面的验证，它与质量的运动和分布密切相关。爱因斯坦认为，质量在四维时空（3维空间 1维时间）中施加了影响。
一条直线在大质量物体（如恒星）的影响下会轻微地弯曲。那么沿直线运动的任何东西，比如一颗行星或一束光线，在大质量物体的作用下，开始沿着弯曲的轨道移动（牛顿称之为引力作用）。爱因斯坦应用思想实验和数学方法，解释了引力是如何与时空弯曲联系起来的。他指出，物体使周围空间、时间弯曲，在物体具有很大的相对质量（如太阳）时，这种弯曲可使得从它旁边经过的任何其他事物，即使是光线，也改变路径。
这源于大质量物体所形成的时空曲率。例如，黑洞是极大的质量的浓缩，其周围的时空曲率非常大，即使是光线也无法逃逸。上世纪初，广义相对论中提出的诸如四维几何，质量-能量和时空弯曲，引力场，水星轨道近日点进动等命题，如今这些都可用大质量恒星附近的时空弯曲来解释。著名的爱因斯坦引力场方程是：方程意味着左边与右边等效。
左边描述了时空的弯曲，而右边描述了质量的分布。如果改变质量分布，那么时空的弯曲程度也会随之改变。反之，如果改变时空曲率，质量（物质）运动也会随之改变。引力场方程是时空与质量的数学表达。美国物理学家惠勒（Wheeler）把方程翻译成这样的语言：“物质告诉时空如何弯曲，时空告诉物质如何运动。”一个相对静止的恒星可以造成周边空间静态弯曲；而最新探测到引力波则是空间弯曲的动态（振动）传播。
1919年一次日全食期间，科学家成功地测定了一颗恒星的位置，观测到了被时空曲率弯曲了传播路线的星光，其偏折角度的大小与爱因斯坦的预言吻合。空间静态弯曲的星光偏折预言被首次证实。2015年9月14日，美国天文学家利用激光干涉观测站LIGO，探测到了引力波的微小振动。这是外太空两个黑洞碰撞合一，在历经了13亿光年的旅程之后，其空间的波动涟漪以光速传至地球，百年引力波预言被证实。
引力对空间的扭曲是随时间变化的，这个被命名为GW150914的引力波信号，在不到1秒的时间，把地球时空拉伸和压缩了10^21分之一。同时，广义相对论还预言了引力红移（时间弯曲）。我们既然讨论时空弯曲，时间自然也会受到大质量物体的影响，即越靠近大质量物体（如恒星），时钟就会走得越慢。换言之，在一个强引力环境中时间会变慢。
比如，在上海中心大厦632米高的顶上，其时钟会走得更快一些。如果一束光从黄浦江船上射向楼顶，在楼顶的人看来其波长略长一些，理论上颜色偏红一些（尽管量值微小）。有人计算过，珠穆朗玛峰上的时钟要比海平面每年快1/30000秒。哈佛大学曾于1959年实验证实了爱因斯坦时间随引力增强而变慢的预言（引力红移预言）。
这么看来，没有什么是绝对的，包括时间的流逝。如果我们的车载导航不考虑引力红移的时间弯曲或者时间延迟效应，那么GPS系统将无法正常工作，因为卫星远离地球引力场，它的时间走得比地面快一些，汽车定位就会每小时偏离很多米。所以现代导航系统必须对时钟轻微调节。2、我现在坐在一个房子里，水泥结构所包裹的空间，就是空间。
空间从一开始，就不能和物质脱离。有任何一丁点物质的存在，就证明了空间存在。反过来，有任何一点空间存在，就一定要有物质的存在。物质和空间其实本质是一体的东西！这与宇宙最初的模型是什么样，毫无关系。物质守恒定律如果是一条真理，那么物质和空间就是永久的东西。所以我一直相信宇宙是无始无终的。这也是为什么反对宇宙起源于大爆炸的理论。
看过我前面章节内容的人，肯定会这样问我：“你前面说，引力不是由时空弯曲产生的，而是要从物质本身去寻找答案。那么现在又说物质与空间是一体的东西。那么爱氏的理论错在哪了？”首先是这样的，在爱氏的理论验证试验中，有“尺缩钟慢”效应。“尺缩钟慢”就恰恰印证了物质和空间是一体的，也证明了时空相对性，时空可以弯曲的理论。
绝对时空的概念才成为过去时。我相信在这里大家跟我一样，很难想象空间是如何弯曲的？我可以举一个这样的例子。空间肯定是物质的空间，我们假如这个物质的空间是“硬的”，那么就像你扔一颗溜溜球出来，它是不会拐弯的，就好像进入了笔直的轨道，因为空间是“硬”的，不弯曲的。可是现实中的情况不是的，光可以在空间的运动中因为引力发生偏转，就说明了空间不是“硬”的，不是强制性要求光不能弯曲！通过可弯曲的光，就可以形象的说明空间是“软的”，可弯曲的。
我一直说爱氏的理论是正确的，但他用一个正确的理论解释了一个错误的东西。就是说不该用时空弯曲解释引力的成因！物质和空间是一体的。弯曲是这个一体系统【物质和空间】的表现，这种表现不是产生引力的根源。但它具有极大迷惑性。这也是爱氏被迷惑的原因。我们说空间告诉物质如何运动，物质告诉空间如何弯曲，这句话本来就把物质和空间连成了一体。
如果上面时空弯曲的例子你不能理解，就好好想想这句话，会有很大帮助！运动是物质的运动，弯曲是物质空间的弯曲。我们是没有办法想象虚空弯曲的！进一步可以这样解释，当一个大质量物体高速运动时候，他的质量会变的更大，引力也变大。引力就会使得空间变化，弯曲。 质量不断增加的同时，这个区域的时空就发生了巨大弯曲和变化，不断吞噬质量物质，那么最终这个区域就会形成黑洞！在这里我们要把时间拿出来说了，而说到时间，就要把运动拿出来说了。
为什么物质可以使空间扭曲并产生引力？
首先你提的问题就明显带有先入为主的误导性，为什么不是引力先于“空间扭曲”产生？空间既然已经物质化扭曲了还会产生引力吗？你拧弯一个钢管，是你先用力才能使钢管弯曲，难不成钢管会自主弯曲而后产生了你的力？万有引力其实是微观电子力的宏观体现。以地球为例，整个地球其实就是一个由核外电子高速运动支撑编织起来的“真空陷阱球”，引力就是这个“真空陷阱球”对它表面之外物体自然而然的隐性真空吸引力。
引力波是否可以证明三维空间发生了扭曲？
首先纠错，第一点：扭曲对应的几何量为挠率，弯曲对应的几何量为曲率，广义相对论是建立在无挠下的，不能乱用术语。第二点:没有空间或时间弯曲或扭曲，只有时空弯曲或扭曲。第三点，弯曲（也包括扭曲）并不需要弯曲方向，原因在后文。先回答问题，引力波不能证明时空弯曲。引力场本质上是时空弯曲的几何效应，这种效应又以光速传播，那么引力源运动、变化所造成的时空弯曲改变也一定会以光速传向远方，这就是引力波。
好了，你想问的是怎么证明时空弯曲？现实中是用陀螺仪平移运输某一个封闭的路径。如果轴角度发生偏转，就说明有曲率。原理就是，广义相对论的几何是内蕴几何。所以描述弯曲的曲率也是内蕴的，并不需要外嵌套高维空间去看。而是直接可以从时空本身去研究。那么我们是怎样判断？这里我们谈数学，所以时空就叫做空间。当我们去测量或者是判断某个空间区域的曲率或者是否弯曲，那我们就用矢量平移一圈闭合路径，这个闭合路径就包含这个空间区域。
如果我们平移运输这个矢量回到原点，发现跟原来比较角度发生了变化，那么这个区域的曲率就正比于角度变化的量，还有这个区域的面积之积。在非常小的范围，区域内可以近似等于这两个之积，如果是一个大的区域，那么就把这些小东西加起来也就是做个积分。基本上是用这个来求空间本身的曲率。因此，前面才讲弯曲（也包括扭曲）并不需要弯曲方向而在现实空间中充当这个矢量或者也可以叫指针最好的东西，就是陀螺仪。
被扭曲的空间本质是什么？引力到底扭曲了什么？
本题极具挑战性与战略性。我冥冥直觉，题主暗设了四个动机：①相对论空间扭曲，可信么？②红移源自恒星退行，可信么？③光的传播不需介质，可信么？④以太不是暗物质，可信么？若皆不可信，就必然得出以下结论：①广义相对论，不成立！②宇宙大爆炸，不成立！③光的传播，有介质！④空间扭曲的是，暗物质！这一系列问题的总症结，要归根于对“迈克尔逊莫雷实验”的解释是否可靠！下面，我对相关文献资料（♣），逐段分析，提出我的观点（♥），若有不到之处，敬请补正。
一，文献——迈克尔逊莫雷实验的过程与结果：当时，麦克斯韦与狄拉克等主流科学家，认为光的传播介质是“以太”。由此产生了一个新的问题：地球以每秒30公里的速度绕太阳运动，就必须会遇到每秒30公里的“以太风”迎面吹来，同时，它也必须对光的传播产生影响。这个问题的产生，引起人们去探讨“以太风”存在与否。迈克耳逊－莫雷实验就是在这个基础上进行的。
实验结果证明，不论地球运动的方向同光的射向一致或相反，测出的光速都相同，地球同设想的“以太”之间，没有相对运动，实验没有看到条纹移动。看来，地球的移动对光速没有影响，即光在地面上沿任何方向传播的速度都相同。♥我分析：迈克尔逊莫雷实验的过程没有瑕疵，实验结果与判断是没有问题，实验是伟大的。二，文献摘要——对迈克尔逊莫雷实验的解释。
在1887年到1905年之间，人们曾经好几次企图去解释迈克尔逊——莫雷实验。♣菲茨吉拉德，根据麦克斯韦电磁理论，在1889年对迈克尔逊－莫雷实验，提出了一种解释：如果物质是由带电荷的粒子组成，一根相对于以太静止的量杆的长度，将完全由量杆粒子间取得的静电平衡决定，而量杆相对于以太在运动时，量杆就会缩短，因为组成量杆的带电粒子将会产生磁场，从而改变这些粒子之间的间隔平衡。
这一来，迈克尔逊－莫雷实验所使用的仪器，当它指向地球运动的方向时就会缩短，而缩短的程度正好抵消光速的减慢。有些人曾经试行测量此缩短值，但都没有成功。♣1904年，荷兰洛仑兹提出著名的洛仑兹变换：观察者相对于以太，以一定速度运动时，长度在运动方向上发生收缩，抵消了不同方向上由于以太所造成的光速差异，这样洛仑兹就在不抛弃以太概念的前提下解释了实验结果。
♣1905年，爱因斯坦在抛弃以太、以光速不变原理，建立了狭义相对论：空间和时间并不相互独立，而是一个统一的四维时空整体，并不存在绝对的空间和时间。整个时空是平直、各向同性、各点同性，由此推导出洛仑兹变换。♣里茨在1908年设想：光速是依赖于光源的速度的，即运动光源所发射出来的光线速度与光源速度以矢量方式相加，光速，也就是以太流的影响被以太内的光速和光源的速度所抵消。
一般称为弹道假说，企图以此解释该实验。♣弹道假说由天文学上观测双星运动结果易于排除，德·希特于1931年在莱顿大学指出，如果是这样的话，那么一对相互环绕运动的星体将会出现表观上的异常运动，而这种现象并没有观察到。观测发现，光的速度与光源的速度无关。既然没有一种静止的以太传播光波振动，牛顿关于光速可以增加的看法就必须抛弃。
♣1892年，荷兰物理学家洛仑兹也提出了菲茨杰拉德相同的量杆收缩解释。这一观点可以解释迈克尔逊－莫雷实验，并承认以太存在，光速变化。♣1895年洛仑兹提出了更为精确的长度收缩公式，顺手把时间也调慢了一点，这就是著名的洛仑兹变换。通过以太的运动物体，纵向线度发生收缩（平行运动方向），其收缩的比例恰好符合迈克尔逊——莫雷实验的计算。
同时这个方向的时间也变慢，这样这个方向的光的速度保持不变。这是光速不变的最早模型。为什么要改动时间？没有人知道，也没有理论依据。这个光速不变的版本，承认以太存在。没有悖论。根据他的设想，观察者相对于以太以一定速度运动时，长度在运动方向上发生收缩，以解释迈克尔逊-莫雷实验，时间变慢，以满足光速在量杆运动方向无变化。
这样洛仑兹在不抛弃以太概念的前提下，提出光速不变。♣1905年，在洛仑兹提出光速不变观点10年后，爱因斯坦认为既然光速不变，作为静止参考系的以太就没有理由存在。于是抛弃静止参考系以太、以光速不变原理和狭义相对性原理为基本假设的基础上建立了狭义相对论。同时保留洛仑兹变换来解释迈克尔逊-莫雷实验和光速不变。
爱因斯坦的洛仑兹变换是指纯数学的空间缩短，不再是组成量杆的带电粒子距离缩短。而且这种空间缩短不具有任何实质性的物理意义。例如，两辆速度不同的火箭经过太阳系，那么从慢速火箭上看地球与太阳的空间距离与快速火箭上的看到的空间距离不同，空间距离的物理意义在于引力大小，和阳光辐射强度有关。♣相对论认为空间和时间并不相互独立，而是统一的四维时空整体。
在狭义相对论中，整个时空仍然是平直的、各向同性的和各点同性的。几星期后，法国最重要的数学家亨利·庞加莱也提出类似的观点。♠我分析：正如1000年前人类不知道有空气或究竟是什么，100年前人类也不知道以太究竟是什么。猜定以太是静止的风，本身就是狭隘的。在无法解释光速不变的背景下，爱因斯坦用纯数学四维时空，强加于物理，显然武断。
三，文献摘要——进一步验证。♣1893年，洛奇在伦敦发现，光通过两块快速转动的巨大钢盘时，速度并不改变，表明钢盘并不把以太带着转。对恒星光行差的观测也显示以太并不随着地球转动。♣人们在不同地点、不同时间多次重复了迈克耳逊－莫雷实验，并且应用各种手段对实验结果进行验证，精度不断提高。除光学方法外，还有使用其他技术进行的类似实验。
如1958年利用微波激射所做的实验得到地球相对以太的速度上限是3×10-2km/s，1970年利用穆斯堡尔效应所做的实验得到此速度的上限只有5×10-5km/s。♣综合各种实验结果，人们基本可以判定地球不存在相对以太的运动。♥我分析。对迈克尔逊莫雷实验之后的验证，依然是“一根筋”，那时还想不到有暗物质存在，至少假设不到要害。
我认为，各种音频的机械波，作为能量波的传递，都借助于载体。而光，作为一种能量波的传递，也应该借助于载体，应该就是暗物质。关于暗物质，丁肇中团队最近声称到2024年，可以揭示其基本模型与特性，有关细节仍在保密。不过，我倒是，结合国内学者的大胆设想，综合提出暗物质的模型、特性、功能。暗物质是一种体积波（或海绵波）。
其基本模型：是一种有厚度的正弦波，其一个周期的正弦曲线，对应一个暗物质量子，与轴子(axion)相当，即背景微波(2.725K)，波长7.35cm，静质量为0.7meV。暗物质的主要有五大功能。其一，作为海绵波，遇到高能密会收缩。在粒子与天体附近，有引力透镜效应。不是时空弯曲，而是暗物质的海绵波曲率变大。
其二，暗物质是各种超微量子的载体。它可以承载量子物质波，例如中微子波、等离子体波。可以承载量子能量波，例如引力波、电磁波。但不能承载超短能量波，例如声波、超声波、次声波。其三，暗物质以光速运动，有极强的“超渗效应”。可穿越任何粒子与天体。其四，暗物质在深太空，其全局性分布，各向同性，熵值达到最大，是一种消弥态，是整个宇宙中，具有最低能量的“洼地效应”，仿佛一个真空吸尘器——吸尘、吸能、吸光、吸波。
其五，暗物质对被载体的运动，有极其轻微的“阻尼效应”，或叫“降频效应”。所谓的多普勒红移，其实是高频电磁波，被暗物质阻尼、拉长、降频。关于LIGO引力波与宇宙大爆炸的解释如下：①这次20171014LIGO公布的引力波测试得到的500Hz，其实是，双中子星合并时发出的高频波，在1.3亿光年的暗物质中，被阻尼成500Hz超低频波。
②大爆炸之证伪：我承认，在哈勃望远镜的周围的各个方向，接受到所有恒星的红移，可以有它们都在退行之解释的一个选项。但是，就同一个恒星而言，它向各个方向发出的光，如果哈勃望远镜，在它周围接受的必然都是红移，那么如果还说，该恒星向各个方向退行，显然不可能。因此，大爆炸理论是荒唐的，宇宙膨胀，或者是说，空间弯曲是不成立的。
是引力弯曲了空间，还是空间弯曲，表现为“引力”？有何依据？
爱因斯坦在1915年把引力加入自己的理论之中提出了广义相对论，其核心就是时空弯曲。爱因斯坦从本质上解释了引力，因为引力是时空弯曲的外在表现。因为质量和能量的存在会使时空发生弯曲，而物质就在这弯曲的时空中运动。简单的理解就是：质量高速时空如何弯曲，弯曲的时空高速质量如何运动。牛顿力学对于低速运动的描述以及现代科学体系的建立无疑充当了领路人的角色，因此牛顿的绝对时空观统治了科学界超过200年。
但我们现在知道这个绝对时空观是不正确的，因为无论是支持绝对时空观的“以太”假设，还是水星进动等接着上世纪七十年代有人提出强力、弱力和电磁力的大统一理论，不过未获得成功。当然“引力子”至今也没找到，至于把四种力统一在一起的终极理论更是任重而道远。爱因斯坦的相对论错了吗?没有错。但那只是对运动很小一部分的影响，影响物体运动的是空间绝对速度，它限定了光速，限定了物质的运动速度。
万有引力是因为物质扭曲空间而存在，还是因为物质本身的质量而存在？有何现象可以说明？
这个问题的实质是，万有引力是否需要借助于空间来实现，更进一步来说，万有引力是物质之间交换引力子的结果，还是物质影响空间的分布从而导致另一物质随空间的变化而产生接近该物质的趋势。比如，两个人漂在水里，每人手里拿着一个船桨。如果两人互相抢夺船桨并将彼此拽近，就是第一种情况即靠物质本身或交换引力子来产生引力；反之，如果两个人都用船桨向两侧滑水，使两人之间的水相对减少，就会产生水压将两人推近，这就是第二种情况即靠空间的不对称而形成万有引力。
空间不空，物质不实。根据有机的量子景观，宇宙是由离散的量子构成的。无数基态的量子构成空间，激发量子成为光、中微子和场，由数个高能量子组成的封闭体系就是物质。由于封闭体系的封闭性小于1，类似人体会对外辐射热量，物质也会使其附近的空间产生热的梯度分布（引力场）。于是，两物质之间空间量子的能量会高于外侧空间量子的能量，致使两物质内侧的封闭性小于外侧的封闭性，由此产生空间的量子压差就是引力。
光没有质量，是如何被黑洞吸引的？如果黑洞扭曲空间而影响了光，那引力波为何没有影响？
当引力波通过黑洞时，同样会受到黑洞引力的影响，并非不受影响。但我还是要补充一下，光子没有静止质量，但它有运动质量，但这不是关键，关键在于广义相对论彻底变革了牛顿的万有引力，将引力转变为质量对时空扭曲所造成的效果。而要突破这种约束的办法就是加速，只要速度足够快，就能突破大质量天体对时空的扭曲，获得自由，至于要多快的速度才能自由，这可以通过公式计算，正是这些公式，让人发现，如果天体的密度足够大，那么脱离该天体所需要的速度会超过光速，由此天文和物理学家才推论出黑洞的存在。
图示：在太阳系的不同行星上，要逃离该行星需要的逃逸速度。从左向右依次为，水星，金星，地球，火星，木星，土星，天王星，海王星。由于冥王星已经不算行星，所以动图上没有它，唉，哪怕在科学研究领域中，名分也是非常重要的。那么黑洞和引力波之间又是怎么回事呢，为啥黑洞相撞时候的会发出引力波呢，并让引力波传出黑洞的影响范围呢，这倒是一个从来没有人问过的问题呢。
图示：2016年2月11日，LIGO引力波探测团队与处女座引力波干涉仪团队共同宣布，人类已于2015年9月14日首次直接探测到了引力波的真实存在，其源头来源于双黑洞的合并！那么我们就有必要来搞懂引力波到底是啥东西了引力波究竟是什么东西？由于爱因斯坦的广义相对论用质量对时空的扭曲来代替了牛顿的重力，由此就带来一个必然的推论，那就是当有质量的物体运动起来的时候，那么时空的曲率就会不断发生改变，当物体运动的后方，曾经弯曲的时空恢复平直，而在物体的前方曾经平坦的时空变得弯曲，这种时空的曲率不会局限在本地，而是会像涟漪一样向外传递，这就是所谓的引力波，所谓引力波就是时空的涟漪，这种涟漪源于有质量物体在时空中的运动。
图示：在空间中运动的地球也会造成引力波，但是地球引发的引力波太小，探测不到，但却可以通过广义相对论进行精确计算。因此黑洞和引力波并没有什么矛盾之处，当一个黑洞开始运动时，那么它就会干扰周围的时空，考虑到黑洞的质量通常很大，因此它们被时空的干涉也越强，产生的引力波自然也就越强，但为啥我们探测到的通常是黑洞或者中子星合并时产生的引力波呢？因为在它们发生合并的时候 ，通常伴随着极其快速相互旋转，这种高速运动将产生极其强大的引力波，只有这样的引力波，才能穿越遥远的距离到达地球。
引力波会受到什么因素影响？引力波一旦产生就很难被干扰，当它在空间中传播时，只有在以下几种情况中，才会出现较为显著的改变：1、引力波的波幅会随着传播距离的增加而减小2、引力波的频率会因为宇宙膨胀、引力相互作用或多普勒效应而出现红移3、引力波会在强劲引力场作用下被聚焦。比如当它通过黑洞周围的空间时4、其它效应对于引力波波形的影响非常有限，例如，星际介质当引力波通过远处的观测者时，观测者就会发现时空被弯曲了。
两个自由物体之间的距离会发生有节奏地波动，其频率与引力波的频率相同。然而，在这一过程中，这两个自由物体其实并没有受力，坐标的绝对位置也没有真的发生变化，但它们的相对距离的改变，是因为时空坐标本身在发生变化。在观测者处的引力波强度和与波源间的距离呈反比。根据预测，螺旋形靠近的中子双星系统由于质量高、加速度大，因此在合并时会发射出强大的引力波。
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