[博客翻译]钻孔振荡器
钻孔振荡器:从牛顿引力到广义相对论
格雷格·伊根带你探索一个有趣的物理思想实验:如果在一个均匀密度球体上钻穿一条径向细孔,让测试粒子从孔顶静止落下,会发生什么?这个看似简单的问题,在牛顿引力和广义相对论框架下会展现出截然不同的奇妙现象。
牛顿引力中的钻孔振荡
想象一个半径为r、均匀密度ρ的实心球体。根据牛顿引力理论:
球内任意点的引力只与当前位置到球心的距离有关(这就是著名的壳层定理)
测试粒子在钻孔中的运动遵循简谐运动方程:r(t) = R cos(ωt),其中ω² = (4/3)Gπρ
有趣的是,这...