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回顧:地球重60萬億億噸,為何還能飄在太空中,而不「向下」墜落?

2024-10-01科學

地球 有多重?答案是60萬億億噸,令人感到奇怪的是,為何這樣的龐然重物,沒有往下墜落,反而是 漂浮在太空中 呢?

全年旋轉無休的地球

什麽是向下墜落?

在理解這個問題之前,我們要先知道什麽是向下墜落?以此來跳出我們的思維限制。

地球上,我們認知的往下墜是指,物體受到地球的重力影響,往地球中心進行下落運動的過程。

其原因在於,我們都受到地球重力的影響,而重力是重力的一個分力,將我們牢牢 「鎖」在地球上

地球上的力

所以當我們想向上的時候,受到的重力會有一個 「牽引」 作用,將我們給拉回來,下墜其實就是往地心靠的過程。

然而,對於宇宙來說,什麽是下墜呢?

有人可能會說南極往下就是下墜,而北極往上就是上升,事實真的如此簡單嗎?

目前為止,人類所認知的宇宙極限範圍直徑只有930億光年,沒有人知道宇宙究竟是個什麽樣。

可觀測宇宙範圍如圖所示

而且宇宙的邊境還在以超光速擴張,以人類目前的科技水平,將在很長的一段時間都無法窺探到全貌。

因此,宇宙的下墜和上升的 概念 其實並不存在,甚至宇宙的方向都是人為而定的。

當然,我們也可以給地球一個參照物,那麽它的下墜和上升的過程就有了一個概念。

比如,地球受到太陽的重力影響,那麽我們就可以用太陽為參照物,所謂的下墜其實就是往太陽的方向靠,遠離太陽就是在上升的過程。

太陽與地球互有重力

從地球誕生到現在已經過去了幾十億年,為何地球始終都沒有落到太陽的位置?相反,有科學研究表明太陽的質素正在逐年下降,它對地球的重力作用正在減小,地球緩慢地往太陽系外移動。

地球沒有「墜落」的原因

這個時候,就不得不提及牛頓提出的 萬有重力定律 了。

沒錯,就是那個因蘋果得出的定律

顧名思義,就是萬事萬物都有重力,物體的質素和大小與自身的重力大小呈正相關。

小到一粒原子大到一個星球,都存在重力,就連人本身也有重力存在,只不過人類的質素和大小所產生的重力可以忽略不計。

雖然愛因斯坦指出光沒有重力,並在後來的實驗當中證實了這點。但萬有重力還是廣泛適用於宏觀世界的,太陽系就是八大行星受到太陽重力作用形成的星系。

太陽系八大行星

我們都知道,重力是讓物體不斷向自己靠近的過程,這些行星為了不被太陽吞噬,選擇圍繞太陽周轉,來抵抗重力,達到一個平衡的狀態。

所以,參照太陽來看,地球不會下墜的原因在於自身的周轉。

這是宇宙 執行的法則 之一,在重力作用的影響下形成一套獨特的體系,即使是太陽也必須循遵守這種法則。

據天文學家計算,太陽的質素是地球的33萬倍,它的「下墜」過程是往銀河系的中心靠。

因為銀河系中心有一股巨大的重力作用吸引著整個太陽系,為了抵抗這股重力,太陽系選擇了圍繞銀河系中心周轉。

銀河系結構如圖所示

研究表明,太陽系周轉一圈的時間為2億年。

不僅是太陽系,只要是銀河系重力範圍內的所有星系,都得圍繞著它周轉。

銀河系中心究竟有什麽東西?讓千億顆恒星都受到它的重力作用!

科學家認為,銀河系中心有大量的恒星存在,此外當中還有一個 超大質素的黑洞 ,它的質素是整個太陽系的400萬倍以上,其產生的重力才能維持如此龐大的星系群穩定運轉。

就是這樣的重力和周轉之間的關系,使得宇宙當中的萬事萬物都不會「下墜」。

然而,讓人疑惑的是,黑洞本身沒有受到任何重力的作用,為何它不會「下墜」呢?

黑洞究竟有沒有下墜,以人類目前的科技水平無法探測出來,就像是之前所說,下墜沒有一個 參照點 的話,是無法得出結論的。

在探索黑洞下墜的時候,我們不免會遇到這樣一個問題,黑洞的參照點是誰?還是說它本身就有著懸浮的內容?

對於人類而言,黑洞還是太過 神秘 了,作為宇宙當中的特殊天體,它有其他天體不及的特殊內容也很正常。

黑洞

另類的下墜說法

此前有科學家提出了這樣一個說法,如果將時空看作是一個二維的切片,那麽放在上面的物體根據自身的重量,對時空的凹陷程度有所差異。

0維~5維空間

這無疑是為我們探究天體的下墜過程提供了一種思路。

有沒有一種可能?地球下墜的軌跡在三維時空當中看不見摸不著,它們其實已經深深凹陷在了某處彎曲的時空當中,並且達到了 穩定狀態

這種說法能夠很好地解釋,為何黑洞在沒有受到重力作用的情況下,依舊能夠保持浮空狀態。

其原因在於,彎曲的時空承受了黑洞的質素,使其表面是穩定的狀態,其實內部在無限下降。

由於人們看不見時空這一維度的存在,以至於人們看到的所有天體都是浮空狀態。

歸根到底,我們還是 太相信自己的眼睛 了,宇宙當中還有許多事物是看不見的,但卻真實存在的東西。

當然,這只是一種猜想,時空與天體浮空的關系需要更多的科學發現來證實。

此外,也有人猜想,所有的天體之所以處於浮空的狀態,與宇宙中的 暗物質 有關。

科學家結合宇宙中的微波背景輻射,對暗物質進行了初步估算,發現它占據了宇宙相當一部份的比重。

宇宙微波背景輻射

會不會是宇宙的暗物質將天體 「托」 了起來呢?

要知道,暗物質是一種看不見摸不著的東西,即使它穿過人體也無法被人感知。

目前,人類所能觀測到的暗物質只是宇宙中的一小部份,其中多數暗物質都是處於運動當中,人們很難觀測到靜態的暗物質體子。

暗物質在宇宙中的占比如圖

因此,暗物質將無數天體「托起」的說法是有可能性。

難以觀測的下墜

退一萬步來說,即使地球處於下墜過程,人們也是很難認知的。

因為受到重力的作用,地球、太陽、銀河系以及更龐大的星系 捆綁 在了一起,如果處於下墜過程,各個天體速度是一致的。

宇宙中的地球與太陽

在沒有參照物的情況下,人們又怎能說它下墜了呢?

打個比方,就像是在一片無邊無際的黑暗當中,兩個人的下墜過程達到一種相對靜止的狀態,那麽很容易給這兩個人造成一種自己沒有下墜的假象。

之所以有如此多的猜測,歸根結底還是人類對宇宙的認知依然不夠多。

如今,人類航天領域發展呈現出一片欣欣向榮之景,相信用不了太久,人類就能一點點地踏足宇宙的 終極秘密之地