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地球重60萬億億噸,是個巨大的天體,為何能懸浮在太空不往下掉?

2024-09-01科學

咱們站在地球上,踩著腳下硬實的土地,根本想不到這麽個大家夥居然是在無邊無際的宇宙裏漂著。

地球的質素大概有 60 萬億億噸呢,一對比,人類還有其他生物那可就小得沒法說了。

在 17 世紀的時候,科學家們碰到了一個挺難搞的問題:地球到底多重啊?雖說牛頓弄出了出名的萬有重力定律,可想要準確測量萬有重力常數,那可不是簡單的事兒。

好在約翰·妙思弄出了一個特別的扭稱裝置,雖說他自己沒做完實驗,可他的朋友卡文迪許接著幹了,最後測出了特別準的萬有重力常數值。

就憑這個數據,科學家算出地球質素大概是 5.972×10^24 千克,要是換成噸作單位,那能達到六十萬億億噸呢!

地球可重啦,可它在宇宙裏能穩穩地飄著,不像被扔到空中的東西會往下掉。那到底是啥力量讓地球在宇宙裏能保持平衡不會墜落呢?

經過多年對天文的探索,天文學家表示,地球能在太空中穩穩飄著,主要是重力在起奇妙的作用。

重力就是物體之間相互吸引的力,地球散發的重力場把咱們,還有周邊的空氣、東西啥的,全都緊緊地綁在地表,不會讓它們飄走沒影兒。就因為有這強大的重力,咱們才能在這藍色的家園賴恩穩住著。

宇宙特別大,沒邊沒沿兒的,在這老大的空間當中,地球就是顆特別小的星球,圍著太陽轉。太陽本身也是個特大的天體,它的重力能讓地球一直在特定軌域上跑。

這種重力關系不光在地球跟太陽之間有,在整個太陽系,甚至宇宙裏的好多天體之間也都存在。

就因為這樣的關系,科學家透過航天探測器還有空間站上做的實驗,順利證實了地球在太空處於失重的狀態,還有受到微弱重力影響的那種微重力環境。

太空人老說他們在太空裏自由漂浮的那種奇妙感覺,可也藏不住對地球可能飄走的擔心。雖說地球大得很,卻還是冷不丁就被宇宙裏更大的重力體控制住了,像太陽啥的。

不過地球表面有一層薄薄的大氣層裹著,這層由好多氣體構成的外殼會給周圍的東西帶來一些阻力。就因為有大氣層,地球在宇宙裏才能穩住位置,不會被其他天體的重力吸走而到處飄。

不過隨著研究不斷深入,科學家察覺到實際情況可沒表面看起來那麽容易。地球不是真在漂浮,而是以每秒 30 公裏的速度圍著太陽轉呢。

就因為這種高速運動,產生了能和太陽重力對抗的「離心力」,這樣地球既不會掉下去,也不會逃出太陽系。

在 20 世紀初的時候,愛因斯坦提出了廣義相對論,把重力說成是時空曲率,透過幾何效應來解釋天體運動的規律,這種觀點就是這麽來的。

他的理論表明,重力一出現就讓時空變彎了。就這種情形而言,地球其實是順著彎曲時空的測地線在運動,這被叫做「幾何式跌落效應」。

按照這個理論,地球不是真的「飄著」,而是一直在被太陽質素弄扭曲的時空結構裏「往下掉」。它不會真掉下去,是因為地球公轉的速度正合適,有了能平衡重力的「離心效應」。

這就表明在宇宙裏,任何天體都不是真的一動不動。地球圍著太陽轉,太陽系繞著銀河系中心動,就連銀河系自己也朝著更大的重力中心跑。

而地球被太陽這麽「管著」的平衡對地球生態環境特別重要,要是不平衡了,地球也許會掉進太陽裏,或者跑出太陽系,生命的發展就會遭遇嚴重危險。

並且地球不會像被扔到空中的東西那樣掉下去,這是因為它走的是一種叫「測地線」的路。說白了,測地線就跟平面幾何裏的直線似的,是兩點間最短的距離。

在廣義相對論裏,大家覺得重力的本質是時空彎了,天體就順著這彎曲的時空結構活動。所以呢,地球實際上是沿著時空的測地線動的,不是單純「懸浮」或者「墜落」。

從地月系統,到銀河系,再到更高級別的星系團,宇宙裏所有天體的活動全都依照相同的規則,被質素更大的吸引然後「跑到」其軌域當中。

這種情況挺常見的,要知道在浩瀚的宇宙裏頭,壓根就不存在啥「上面」「下面」的說法。

地球能在太空中掛著,那是因為太陽對它有重力,它自身還有慣性,這兩股力量一塊兒起作用,就讓地球順著一個穩定的軌域圍著太陽轉。

在這個過程裏,其他天體也發揮了些作用。像月球是地球的衛星,它的重力在某種程度上能幫地球穩住軌域。同樣,地球和太陽的關系也能保證地球繞著太陽轉得穩穩的。

那,宇宙自身到底轉不轉呢?當下的研究顯示,整個宇宙並沒有統一的旋轉動作。不過,宇宙咋來的還是個謎,主流科學看法是宇宙起源於大概 138 億年前的大爆炸,打那以後,宇宙就一直在變大和變化。

不過研究宇宙是個長久的事兒,就目前了解的情況來說,地球能在宇宙裏穩穩當當的,一方面是因為它跟太陽還有其他天體的重力作用,另一方面是因為有時空彎曲這種物理現象。

這些復雜的相互影響一塊兒造就了咱們所知道的宇宙秩序,還為咱們提供了可貴的自然環境,使咱們能夠生存發展。

所以啊,地球能在太空中掛著,那是因為它跟其他天體之間的重力相互作用處於一種平衡的狀態。

要是咱們不再局限於地球這小塊地方,把眼光放到整個宇宙,就會明白「懸浮」跟「下掉」這種想法,其實只是在地球表面產生的錯覺罷了。只有把宇宙的運動規律搞明白了,咱們才能更清楚地認識咱們生活的這個世界。

隨著科學技術不停地發展,咱有理由覺得,人類遲早能把宇宙的所有謎團都解開。