引力相互作用是
自然界的四种基本相互作用之一。简称引力作用。 所有具有质量的
物体之间的相互作用,表现为吸引力。
所有具有质量的物体之间的相互作用,表现为
吸引力,是一种
长程力,
力程为
无穷大。其规律是
万有引力定律,更为精确的理论是
广义相对论。在4种基本相互作用中最弱,远小于
强相互作用、
电磁相互作用和
弱相互作用,在
微观现象的研究中通常可不予考虑,然而在
天体物理研究中起决定性作用。按照
近代物理的观点,引力作用是通过场(质点造成的时空弯曲)或通过交换场的
量子实现的,
引力场的量子称为
引力子。
重力相互作用,简称重力或引力,是四个基本相互作用中最弱的,但是同时又是作用范围最大的(不会如电磁力一般相互抵销)。但当距离增大,重力相互作用的影响力就会递减。不像其他的相互作用,重力可以广泛地作用于所有的物质。由于其广泛的作用范围,当物质质量为极大,物质有关的属性以及与物质的带电量有时可以相对地忽略。
而由于其广泛的作用范围,引力可以解释一些大范围的
天文现象,比如:
银河系、
黑洞和宇宙膨胀;以及基本天文现象例如:
行星的公转;还有一些生活常识例如物体下落、很重的物体好像被固定在地上、人不能跳得太高等。
万有引力是第一种被数学理论描述的相互作用。在古代,
亚里士多德建立了具有不同质量的物体是以不同的速度下落的理论。到了
科学革命时期,
伽利略·伽利莱用试验推翻了这个理论——如果忽略空气阻力,那么所有的物体都会以相同的速度落向地面。
艾萨克·牛顿发现地心引力,进而引伸出万有引力定律(1687年),是一个用来描述通常重力行为非常好的近例。在1915年,
阿尔伯特·爱因斯坦完成了
广义相对论,将重力用一种更精确的方式描述——时空几何,并指出引力是空间与时间弯曲的一种影响。
一个活跃的领域正致力于用一个使用范围更广的理论来统一广义相对论和量子力学——
大统一理论。在量子力学中,一个在
量子引力理论中设想的粒子——引力子被广泛地认为是一个传递引力的粒子。引力子仍是假想粒子,还没有被观测到。
尽管广义
相对论在非量子力学限制的情况下较精确地描述了引力,但是仍有不少描述万有引力的替代理论。这些在物理学界严格审视下的理论都是为了减少一些广义相对论的局限性,而观测工作的焦点就是确定什么理论修正广义相对论的局限性是可能的。