引力会在空间中无限延伸吗？

根据牛顿的万有引力定律，就会发现，一个质量因另一个质量受到的引力，由公式1/r^2可知取决于它们的距离r。当物体离像太阳或地球这样的大质量天体越远时（即物体的距离r增加了），那作用在物体身上的引力就会变弱，但永远不会完全消失，至少根据牛顿引力定律来说是这样。然而，牛顿的万有引力定律是错误的，或者说只是弱引力场下的一种近似，引力不会在空间中无限延伸。

目前最正确的引力理论不是牛顿的万有引力定律，而是带有宇宙常数的爱因斯坦的广义相对论。广义相对论描述了为何引力不是真正直接的经典力，相反，引力效应只是物体在一个被弯曲的时空中移动的方式。

像太阳这样的质量不会射出引力场线，而是质量会弯曲空间和时间，当一个物体以直线穿过弯曲的时空时，这个物体似乎是由一种力作用而这样的。广义相对论不仅仅解释了传统的万有引力，它还解释了时空表现的其他方式。时空现象取决于存在多少质量和能量，它是如何分布的，以及它是如何运动的。

在星系群及更小尺度上，有足够的局部质量使时空表现像传统的引力。换句话说，在蚂蚁、石头、人类、行星、太阳系、星系和星系群的尺度上，时空的表现方式是一个质量似乎会吸引另一个质量。

在这些尺度上，广义相对论几乎完全重现了更古老且不太精确的牛顿引力定律。即使在这些尺度上，牛顿定律的错误预测和广义相对论的正确预测之间也存在可测量的差异，但是差异通常很小，需要灵敏的设备才能检测它们。粗略来讲，在日常生活中我们注意的所有尺度上，时空表现基本就像传统的引力。

在比星系群更大的尺度上，恒星、行星、卫星和空间尘埃的质量通常变得太稀疏，太不局部化，无法使时空继续表现像传统的引力。在这些尺度上，时空看起来基本是空的、均匀的、平坦的。

根据带有宇宙常数的广义相对论，在这样的时空中，两个遥远的星系不再向彼此移动，它们相互远离。这并不是说这两个星系是主动地相互排斥。更确切地说，时空的本质是，当它基本上是空的、均匀的和平坦的时候，它会膨胀。在遥远的星系之间不断地创造新的空间，这样，不同星系群中星系之间的距离就会不断增加。

此外，在大尺度上，这种膨胀随着时间在加速。不同星系群的星系不仅移动分开得更远，它们也在以越来越快的速度分开。科学家将这种大尺度上的时空行为称为“宇宙膨胀”或“度量膨胀”。 宇宙膨胀已经用各种方法多次被实验证实。我们这里讨论的关键概念是，宇宙加速膨胀是时空本身固有的特性，在这个尺度上，时空不再表现像传统的引力一样。

总而言之，引力的影响只会延伸到每个星系群的边缘。超过这之外，时空不再表现像引力。这并不是说，当物体离开星系群时，恒星的引力就变得太弱而无法感觉到。而是万有引力在这个星系群之外完全消失。太阳系中一个相对太阳静止的锤子，放手之后它会落向太阳。在同一星系群但不同的星系中，一个静止的锤子被释放后也会落向太阳（除去落向其他更近的质量）。

相比之下，一个不同星系群中的锤子根本不会向我们的太阳移动。它会加速远离我们的太阳。事实上，这个假设的遥远的锤子以越来越快的速度远离我们整个星系群。在宇宙尺度上，时空表现根本不像引力。因此，引力根本不会延伸超过引力束缚的星系群。