當前位置: 華文世界 > 科學

為什麽星球都能懸浮在宇宙中?答案其實很簡單,扔塊石頭就知道了

2024-10-28科學

【綜述】

古時候,差不多所有人都覺得地球是平的。「天圓地方」在那個時候屬於常識,一直到人類大力發展航海事業,才慢慢發覺地球原來是圓的。這讓好多人特別不理解:為啥我們能穩穩當當地站在一個圓形的東西上,還不會掉下去摔倒呢?

更讓人想不明白的是,人類探索宇宙時發現,咱們的地球是在宇宙空間裏飄著的。為啥地球能在空間裏飄著,而不掉到下面去呢?要解釋這個問題其實不難,扔塊石頭就能明白其中的奧秘了。

【牛頓與萬有重力】

都說牛頓中午在果園休息時,腦袋被一顆掉下來的蘋果砸到了,這就使他尋思:蘋果為啥是垂直落到地上,而不是在空中到處亂飛呢?就帶著這個疑問,他做了一項對後世影響特別大的研究,也就是萬有重力。

牛頓覺得在這宇宙裏,所有物質都有重力,並且重力大小和物質自身質素是正相關的。咱們人類的質素跟地球比起來特別小,所以能被地球穩穩地吸附在表面,不會掉下去或者滑走。

同樣的道理,地球也受到宇宙裏其他重力源的吸引,不停歇地做著有規律的運動。

牛頓的這種說法在當時被批為異端,但是隨著科技的進步發展,我們慢慢發現牛頓學說其實挺準的。不過也有人覺得,我們人類能站在地球表面,是因為直接接觸到地球表面從而感受到了重力。

地球在宇宙裏,沒和其他星體直接挨著,為啥沒掉到更深的宇宙空間去呢?

【用石頭解釋問題】

其實呢,要解釋這個問題呀,一塊小石子兒就行啦。咱們拿起一塊石頭,然後松手,這石頭很快就會往下落,「嗖」地一下就掉到地上了。這是為啥呢?就是因為石頭受到重力的作用,重力給了石頭一個向下掉的動能。

要是我們把石頭拿起來後,不馬上松手,而是朝著又高又遠的地方扔出去,那這石頭就會在空中畫出一道好看的弧線,然後才落到地上。跟直接松手比起來,這塊石頭在空中運動的時間還有軌跡肯定是更長的。

從這個實驗裏我們看不出來:物質受重力影響不是絕對的,它還會被自身的動能左右呢。我們扔石頭的時候,給石頭加了向上向前的勁兒,這樣石頭就能在短時間內不受重力影響,按照自己的運動勢能往前跑。

科學家們把這種現象叫做「飛行速度」,要是一個物質自己的運動速度比較快的話,那它就能完全不顧相關的重力結構,從而形成穩定的運轉勢能。

【宇宙中探測器的穩定性】

就拿宇宙裏的探測器來說吧,人類發射的探測器相對於地球是靜止的,可它們又跟著地球一起運動。這就是說,探測器在運動的時候能忽略地球的重力勢能,按照自己原本的軌跡執行。

要做到這點,相關探測器就得把自己加速到逃逸速度之上。逃逸速度呢,就是物質擺脫重力源所需的速度。人類的探測器高速執行時擺脫了地球重力,在大氣層之上漂浮著監測地球上的各種數據。

這麽看的話,咱們完全能把地球當成一個天然的探測器,太陽呢,就是這個探測器的重力源。地球轉動的時候,太陽會給地球一定的重力,地球自身的動力勢能能讓它配合這個重力,有規律地長期繞著太陽公轉。

地球自身不會在廣闊的宇宙裏突然往下掉的。經過數十億年的演變,地球和太陽已經組合在一起,構成了一個比較穩定的天體結構。

【天體的漂浮】

地球是因為受到太陽的重力,再加上自身在運轉,才能在宇宙空間裏保持穩定的。那太陽還有跟太陽差不多的大型天體,它們是受到誰的影響,才讓自己的狀態得以維持的呢?

這個問題呢,科學家們也一直在研究。現在主流的學說覺得,宇宙裏有個特別大的重力源。

有個重力源特別大,它能讓周邊幾百萬光年以內的天體都被影響到,太陽也在受這個重力源影響的天體之列,所以太陽才能在宇宙裏保持穩定。人們把這個重力源叫做「巨引源」。

能這麽講,宇宙裏所有天體的穩定都跟這個巨大的重力源有直接關聯。可惜啊,一直到現在,咱們人類都還沒發現這個巨型重力源的任何資訊呢,只能靠著物理學知識對它的狀態和存在做合理的猜測。

很多人覺得,要是這個巨引源以後有啥變故的話,那咱們宇宙裏的大多數天體都會失衡,然後就在宇宙空間裏到處亂撞,嚴重的星體碰撞和爆炸也會變得很常見。

【結語】

科學發展本就是一條推翻舊事物、不斷創新的路,隨著我們認知水平的提高,固有觀念肯定會一次次被重新整理。

在牛頓之後,肯定還會出現像牛頓那樣的人。到那個時候啊,咱們人類對宇宙的認知就會提升到一個新的層面,各種天體的規律還有它們的運轉,就不會像現在這麽神秘了。真希望那一天能早點來,好讓咱們人類能早點了解這片神秘的宇宙空間。