重力場
用以描述重力現象的模型 / 維基百科,自由的 encyclopedia
在經典物理學與廣義相對論中,重力場(英語:Gravitational field)是用以描述重力現象的模型:一個帶有質量的物體會在其周圍的空間中建立起重力場,而任何存在在這個空間中的其他帶有質量的物體便會受到該重力場的影響而受到一作用力,此作用力便是重力[1][註 1]。在SI制中,重力場的單位是[m/s²]。
歷史上,最早牛頓提出他的萬有引力定律時,是將重力理解為兩質點間的直接作用力,此模型中重力的傳播是即時的(或傳播的速度無限大)。而後牛頓與拉普拉斯試圖將提出類似輻射場或流體的重力模型,至19世紀後,重力場已被普遍認為必須以場的方式描述,亦即,兩物體間的萬有引力並不是即時的作用,而是以場的形式傳播並互相影響。
20世紀以後,愛因斯坦的廣義相對論取代牛頓的經典理論成為最能精確描述重力的理論,而在重力場源較弱且速度遠小於光速時,牛頓的理論可視為愛因斯坦理論的近似。在愛因斯坦的理論中,重力場應視作時空本身的彎曲,彎曲的情形進一步影響物體的運動,造成觀察到的重力現象[2]。數學上,我們說時空是一個四維的流形,重力場的概念必須用微分幾何中相應的描述流形彎曲情形的量來描述。