地球 有多重?答案是60万亿亿吨,令人感到奇怪的是,为何这样的庞然重物,没有往下坠落,反而是 漂浮在太空中 呢?
全年旋转无休的地球
什么是向下坠落?
在理解这个问题之前,我们要先知道什么是向下坠落?以此来跳出我们的思维限制。
地球上,我们认知的往下坠是指,物体受到地球的重力影响,往地球中心进行下落运动的过程。
其原因在于,我们都受到地球引力的影响,而重力是引力的一个分力,将我们牢牢 「锁」在地球上 。
地球上的力
所以当我们想向上的时候,受到的重力会有一个 「牵引」 作用,将我们给拉回来,下坠其实就是往地心靠的过程。
然而,对于宇宙来说,什么是下坠呢?
有人可能会说南极往下就是下坠,而北极往上就是上升,事实真的如此简单吗?
目前为止,人类所认知的宇宙极限范围直径只有930亿光年,没有人知道宇宙究竟是个什么样。
可观测宇宙范围如图所示
而且宇宙的边境还在以超光速扩张,以人类目前的科技水平,将在很长的一段时间都无法窥探到全貌。
因此,宇宙的下坠和上升的 概念 其实并不存在,甚至宇宙的方向都是人为而定的。
当然,我们也可以给地球一个参照物,那么它的下坠和上升的过程就有了一个概念。
比如,地球受到太阳的引力影响,那么我们就可以用太阳为参照物,所谓的下坠其实就是往太阳的方向靠,远离太阳就是在上升的过程。
太阳与地球互有引力
从地球诞生到现在已经过去了几十亿年,为何地球始终都没有落到太阳的位置?相反,有科学研究表明太阳的质量正在逐年下降,它对地球的引力作用正在减小,地球缓慢地往太阳系外移动。
地球没有「坠落」的原因
这个时候,就不得不提及牛顿提出的 万有引力定律 了。
没错,就是那个因苹果得出的定律
顾名思义,就是万事万物都有引力,物体的质量和大小与自身的引力大小呈正相关。
小到一粒原子大到一个星球,都存在引力,就连人本身也有引力存在,只不过人类的质量和大小所产生的引力可以忽略不计。
虽然爱因斯坦指出光没有引力,并在后来的实验当中证实了这点。但万有引力还是广泛适用于宏观世界的,太阳系就是八大行星受到太阳引力作用形成的星系。
太阳系八大行星
我们都知道,引力是让物体不断向自己靠近的过程,这些行星为了不被太阳吞噬,选择围绕太阳周转,来抵抗引力,达到一个平衡的状态。
所以,参照太阳来看,地球不会下坠的原因在于自身的周转。
这是宇宙 运行的法则 之一,在引力作用的影响下形成一套独特的体系,即使是太阳也必须循遵守这种法则。
据天文学家计算,太阳的质量是地球的33万倍,它的「下坠」过程是往银河系的中心靠。
因为银河系中心有一股巨大的引力作用吸引着整个太阳系,为了抵抗这股引力,太阳系选择了围绕银河系中心周转。
银河系结构如图所示
研究表明,太阳系周转一圈的时间为2亿年。
不仅是太阳系,只要是银河系引力范围内的所有星系,都得围绕着它周转。
银河系中心究竟有什么东西?让千亿颗恒星都受到它的引力作用!
科学家认为,银河系中心有大量的恒星存在,此外当中还有一个 超大质量的黑洞 ,它的质量是整个太阳系的400万倍以上,其产生的引力才能维持如此庞大的星系群稳定运转。
就是这样的引力和周转之间的关系,使得宇宙当中的万事万物都不会「下坠」。
然而,让人疑惑的是,黑洞本身没有受到任何引力的作用,为何它不会「下坠」呢?
黑洞究竟有没有下坠,以人类目前的科技水平无法探测出来,就像是之前所说,下坠没有一个 参照点 的话,是无法得出结论的。
在探索黑洞下坠的时候,我们不免会遇到这样一个问题,黑洞的参照点是谁?还是说它本身就有着悬浮的属性?
对于人类而言,黑洞还是太过 神秘 了,作为宇宙当中的特殊天体,它有其他天体不及的特殊属性也很正常。
黑洞
另类的下坠说法
此前有科学家提出了这样一个说法,如果将时空看作是一个二维的切片,那么放在上面的物体根据自身的重量,对时空的凹陷程度有所差异。
0维~5维空间
这无疑是为我们探究天体的下坠过程提供了一种思路。
有没有一种可能?地球下坠的轨迹在三维时空当中看不见摸不着,它们其实已经深深凹陷在了某处弯曲的时空当中,并且达到了 稳定状态 。
这种说法能够很好地解释,为何黑洞在没有受到引力作用的情况下,依旧能够保持浮空状态。
其原因在于,弯曲的时空承受了黑洞的质量,使其表面是稳定的状态,其实内部在无限下降。
由于人们看不见时空这一维度的存在,以至于人们看到的所有天体都是浮空状态。
归根到底,我们还是 太相信自己的眼睛 了,宇宙当中还有许多事物是看不见的,但却真实存在的东西。
当然,这只是一种猜想,时空与天体浮空的关系需要更多的科学发现来证实。
此外,也有人猜想,所有的天体之所以处于浮空的状态,与宇宙中的 暗物质 有关。
科学家结合宇宙中的微波背景辐射,对暗物质进行了初步估算,发现它占据了宇宙相当一部分的比重。
宇宙微波背景辐射
会不会是宇宙的暗物质将天体 「托」 了起来呢?
要知道,暗物质是一种看不见摸不着的东西,即使它穿过人体也无法被人感知。
目前,人类所能观测到的暗物质只是宇宙中的一小部分,其中多数暗物质都是处于运动当中,人们很难观测到静态的暗物质粒子。
暗物质在宇宙中的占比如图
因此,暗物质将无数天体「托起」的说法是有可能性。
难以观测的下坠
退一万步来说,即使地球处于下坠过程,人们也是很难认知的。
因为受到引力的作用,地球、太阳、银河系以及更庞大的星系 捆绑 在了一起,如果处于下坠过程,各个天体速度是一致的。
宇宙中的地球与太阳
在没有参照物的情况下,人们又怎能说它下坠了呢?
打个比方,就像是在一片无边无际的黑暗当中,两个人的下坠过程达到一种相对静止的状态,那么很容易给这两个人造成一种自己没有下坠的假象。
之所以有如此多的猜测,归根结底还是人类对宇宙的认知依然不够多。
如今,人类航天领域发展呈现出一片欣欣向荣之景,相信用不了太久,人类就能一点点地踏足宇宙的 终极秘密之地 。