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地球的質素為60萬億億噸,為何能漂浮太空,而不是向下跌落?

2024-08-16科學

1798年英國科學家亨利·卡文迪許進行過一個實驗,它利用一種被稱為「扭秤」的裝置,測出了萬有重力常數,由此他透過牛頓的萬有重力定律計算出了地球的質素為5.97×10的24次方kg,也就是我們現在所說的地球質素約為60萬億億噸。

這一龐大的數碼讓人難以想象。盡管地球是如此之重,不過從太空看地球,它就像漂浮在太空中一樣,下方這張圖是1968年 阿波羅8號飛船上的太空人 威廉·安德斯,在執行繞月飛行任務時所拍攝的地球照片,可以看出地球漂浮在太空,那麽地球的可是達到了60萬億億噸,為何能夠「漂浮」於太空呢。

事實上地球漂浮太空只是一種假象,要知道在地球上,我們之所以能夠感受到萬物都向下墜落,是受到力的影響,而這個力是來自地球的重力,他會將我們拉向地表,但是在太空中並沒有上下左右之分,周圍都是虛無的空間,地球只會受到太陽的重力作用,因此嚴格意義來說地球是不斷的向著太陽墜落,

但是我們都知道地球並沒有掉進太陽,那麽這是為何呢?

其實這不難理解,眾所周知地球每時每刻都在圍繞著太陽旋轉,其速度大約是每小時107,000公裏的速度繞太陽執行,而這種高速運動產生的離心力和太陽的重力達到了一種平衡,這會使得地球沿著近似圓形的軌域繞太陽運動。

而正是這種重力和慣性的平衡,地球才會漂浮太空,不是墜向太陽。其實不僅是地球,其他行星、衛星、同樣如此。這些天體都是遵循相同的物理定律,其保持著各自的軌域運動。假如無論是其他行星還是地球,只要速度降低到不足以達到平衡,那麽都會墜入太陽之中。

愛因斯坦的理解

在愛因斯坦的廣義相對論中進一步解釋了重力的本質。根據廣義相對論認為,重力其實是由質素造成的時空彎曲現象,並且質素越大造成的時空彎曲越強。

而地球和其他天體之所以能夠漂浮太空不會墜向太陽,是因為太陽將周圍時空壓彎了,使得它們沿著彎曲的時空軌跡運動。其實我們可以將時空想象成一個彈性布,當一個質素很大的物體放在布上時,它會使布發生彎曲,其他較小的物體則沿著彎曲的布面運動。

同樣月球圍繞地球旋轉也並不是月球受到地球的重力影響,而是將周圍時空壓彎了,才會圍繞著彎曲時空運動。

這種時空的彎曲解釋了天體的軌域運動,也使我們更深入的理解了地球為什麽能漂浮在太空中,而不是向著太陽墜落的根本原因!