万有引力的本质是什么？

答案：以目前人类认知来看，万有引力的本质是时空扭曲，时空就是时间和三维空间。

万有引力定律的发现

牛顿利用自己的微积分思想和总结了开普勒三定律后，发现了万有引力定律。1687年，在他出版的《自然哲学的数学原理》一书中描述了这个现象，牛顿认为万有引力定律具有普适性，适用于所有物体，并且引力大小只与物体的质量和距离有关，这就是我们在物理课本上学过的万有引力公式。

万有引力公式

虽然牛顿当时发现了这个定律，但却不知道万有引力常量G的大小，直到1789年卡文迪许通过扭秤实验测出G的数值，公式才得以完善，科学家利用这个公式还发现了海王星和哈雷彗星。

万有引力在大质量天体间比较明显，人与人之间虽然也有，但小到可以忽略。

卡文迪许扭秤实验

爱因斯坦解释引力

万有引力的正确性早已在天体中证实，但它是如何产生的？为什么会相互吸引？

牛顿的解释是：万有引力是物体固有的属性，有重量的物体都会存在，并且当时认为万有引力是超距的，可以在瞬间传递到无限远的地方，不需要作用时间。

这个观点和爱因斯坦在1905年提出的狭义相对论有所矛盾，爱因斯坦认为“真空中的光速是信息传递的极限速度”。为了解决矛盾点，1915年，爱因斯坦在他的广义相对论中对万有引力本质做出了解释，认为万有引力并不真实存在，引力只是一种假象，它的本质是质量会对周围时空造成扭曲。

例如，将铅球放在弹床中间，再沿弹床边扔一个玻璃球，由于铅球的重量导致弹床凹陷，所以玻璃球会绕着铅球转几圈后下落；这个现象本质上和行星绕恒星运动是一样的，只不过弹床存在摩擦力，而天体运动的真空环境中几乎没有摩擦力。

弹床所表现的仅仅是面上的空间扭曲，实际情况是下面这张动图。

为了验证爱因斯坦的猜想，1919年5月底，科学家利用日全食进行了著名的星光偏转实验。

通常情况下，太阳背后的恒星发出的亮光会被太阳遮挡，只有发生日全食时，昏暗的条件下，太阳背后恒星发出的光线，通过太阳引力偏折后能传递到地球上，人类才可能直接观察到太阳背后的恒星。如上图，实线是光线传播轨迹，虚线是地球上人类观察到恒星位置的虚像。

利用爱因斯坦的引力场公式，计算出的数据和实际观测到的结果完全一致，而利用牛顿万有引力定律计算出的偏折角和位置，与实际数据相差一半以上，误差较大。所以科学家认为爱因斯坦对引力本质的解释更科学。

但这并不代表牛顿的万有引力定律是错的，它有一定的适用范围，只能适用于弱引力场，在强引力场中会失效。例如，太阳对水星的引力最强，利用万有引力定律计算水星近日点进动问题会出现一定偏差。

此后，从日全食中得到更多星光偏移的数据，表明了爱因斯坦理论的正确性，时空扭曲才是引力的本质。

质量越大的物体对时空扭曲作用越明显，空间的扭曲使光线改变原有运行轨迹，时间的扭曲则会让时间真正变慢。例如，地球的地核位于引力中心位置，地核所经历的时间会比地壳更慢，在地球46亿年的历程中，地核比地壳年轻2.5年。