2.7 重力不是万有引力

侯工

1687牛顿所发现了万有引力，这个力的大小与各个物体的质量成正比例，而与它们之间的距离的平方成反比。如果用m1、m2表示两个物体的质量，r表示它们间的距离，则物体间相互吸引力为F=（Gm1m2）/r^2，G称为万有引力常数也可简称为引力常数，G由卡文迪许使用扭秤装置测出，其值约为6.67×10^-11 N·m^2/kg^2。

据说，牛顿是看到从树上掉下苹果，突然产生了灵感，想到这是因为存在万有引力。其实，苹果从树上掉下来，并不是因为万有引力，而是因为重力。重力不是万有引力，是宇宙结构力。重力是针对星球本身的作用，而万有引力是两个或两个以上星球之间的作用。

根据万有引力公式

F=（Gm1m2）/r^2                      （1）

地球半径r=6.3781*10^6m，质量m2=0.2kg，地球质量m1=5.965×10^24kg

代入（1），得

F=0.2(6.67×10^-11)(5.965×10^24)/(6.3781×10^6)^2

 =1.9561N

苹果的重力F1为

F1=m2g=0.2*9.8=1.96N                               (2)

(2) 中的g=9.8m/s^2是重力加速度。

在上面（1）和（2）计算中，表面上看，重力与万有引力量值相等，但实际上是因为在同一个星球上，苹果实际上是地球的一部分，其重力实际上是结构力对它的牵引力，但是又符合万有引力公式，所以两者的量值相等，这是一种特例，因为苹果不是独立于地球的星球。

如果两个星球距离较远，那么两者量值就不同了。例如地球与月球的关系：

月球引力来自太阳和地球。

月球质量m月=0.07348×10^24kg，地球质量m地=5.965×10^24kg，两者距离r地月=3.84×10^8 m

两者之间的万有引力为：

F月地=（Gm地m月）/r地月^2

 =(6.67×10^-11)(0.07348×10^24)(5.965×10^24)/(3.84×10^8)^2

 =1.9826×10^20N

太阳到地球的距离r日地=1.496×10^11m，太阳到月球的距离取太阳到地球的距离。太阳的质量m日=1.9891*10^30kg

太阳对月球的引力F日月：

F日月=(6.67×10^-11)(0.07348×10^24)（1.9891*10^30）/(1.496×10^11)^2

  =4.356×10^20

当地球处于日月之间且成一直线时，月球受到的引力F月合：

F月合=F日月+F月地=4.356×10^20+1.9826×10^20

                   ≈6.3386×10^20N

宇宙球面对不同天体的牵引力是由其重力加速度决定的。月球的重力加速度是地球的1/6，那么，宇宙球面对月球的牵引力F宇月：

F宇月=m月g/6

  =(9.8/6)*0.07348×10^24

  =1.2002×10^23N

F宇月大于F月合。

地球的万有引力来自太阳和月球。

那么太阳对地球的引力F日地：

F日地=(6.67×10^-11)（5.965×10^24）(1.9891*10^30)/(1.496×10^11)^2

   =3.5361×10^22N

当月球在地日之间且成一直线时，地球受到的引力F合：

F地合=F日地+F月地

=3.5361×10^22+1.9826×10^20

   ≈3.55×10^22N（说明产生潮汐的力主要是太阳引力F日地，月球引力可以忽略）

地球上任何一个物体的重力都等于mg，那么，宇宙球面对地球所有物体牵引力的总和就是对整个地球的牵引力F宇地：

F宇地=gm地=9.8×5.965×10^24

             =5.8457×10^25N

F宇地大于F地合。

通过以上计算，显然，重力不是万有引力。一个星球重力的总和就是宇宙球面对该星球的牵引力。说明重力来自宇宙结构力。

宇宙结构力表现为宇宙球面对星球的牵引力，而重力就是这个牵引力的反作用力。其方向作用在天体的周围，是宇宙球面牵引力从四面八方捆绑天体的表现方式。在一定距离内，从数值上看，重力总和即宇宙牵引力大于万有引力，体现了宇宙牵引力是万力之源。

综上所述，万有引力来自宇宙球面膨胀力，是宇宙球面膨胀力的反作用力，其方向作用在两个物体重心的连线上，是两个或两个以上星球之间的作用。而重力直接来自结构力，重力是针对星球自身的作用。两者大小不一样，作用方向也不一样。

牛顿是歪打正着，将重力误当作万有引力，但能正确推导出万有引力公式，这就不简单了。