綜述
宇宙的存在相當神秘且復雜，眾多科學家數百年來一直想要弄清宇宙的奧秘，至今物理學界的發展仍然緩慢。從哲學層面看，宇宙也是一個高深莫測的存在，思考宇宙本身其實也是在思考我們自己。
弄清原理無論從現實意義還是哲學層面來說都對人類有著極大的幫助，這有助於探尋世界的本質。在我們身處的世界中，很多現象看似非常普通，同時人們已經習以為常，但其實際的存在卻存在相當多的理論。
這是我們認知世界所探索出來的一套復雜系統，科學家把這稱之為物理。物理的研究幫助人類認清了世界的構成和實際存在的東西，同時在認識事物上有著一套研究方法和理論。
宇宙天體
地球
我們身處的這顆藍色星球已經存在數十億年，作為生命來講，地球是我們目前唯一的家園。而人類的許多認知也正是從地球上開始。對於普通人而言，我們可能對地球知之甚少，了解得不夠充分。
地球其自身的表現也是宇宙客觀事實的一種反映，在地球上，我們都知道物體離開一個承載的載體會掉落至地上，那麽在宇宙中又會如何呢？
對於身處在太陽系中的地球來說，它是宇宙中的家庭成員，存在於太空中。地球的演化經過漫長的物質聚集，形成了以巖石為基本形態的固體行星。
地球
既然是一種實質存在的物體，那麽地球肯定也會有重量。地球的平均半徑在6371公裏，赤道半徑為6378公裏左右，體積為1.08321乘以10的12次方公裏，密度在每立方厘米5.5克。
換句話說，地球的重量在60萬億億噸。 這個天文數碼遠遠地超過了大部份人對數碼的認知。 在宇宙中存在一個如此巨量的物體卻依然有著自身的運轉軌跡，並且沒有下墜，從宇宙中看，地球就像是漂浮在其中一般。
「漂浮」在宇宙中
如果說地球漂浮在宇宙中，其實這句話說得不對。對於宇宙中存在的一切來說，並不是我們所看到的那樣是「漂浮」著的，而是以一種特別的方式運動。
天體之間的重力作用
對於宇宙來說，我們要摒棄在地球上的一些傳統概念，比如上下左右這種常規的方向概念，再去明確物體的質素與能量之間的關系。
說到這裏，你可能會回想起曾經物理課上所了解到的「萬有重力」，對於地球來說，重力的存在讓各個物體相互吸引，自身的運動又讓重力間產生抵抗，重力的存在需要我們克服許多客觀方面帶來的影響。
這種表現最為明顯的是重力的體現，物體運動最終會掉落至地面。 但在宇宙中，如果說重力的作用讓地球沒有發生下墜的話，這個說法其實也不完全對，或者說還不夠準確。
宇宙天體
要知道宇宙空間的復雜程度遠超科學家們的想象， 現代物理發展了近百年才有了一個可能存在的宇宙模型。 在這裏還需要涉及到更多物理方面的相關分支學科知識。
不過我們可以肯定的是，萬有重力的作用確實存在於天體之間。但我們不能忽略了宇宙，宇宙本身作為一個空間來說：
物質的運動和重力變化其實也在影響著這個空間。只是重力的作用表現非常明顯，我們難以發現其背後的真實作用。
重力表現
從一般說法來看，地球漂浮在宇宙中，沒有下墜，沒有撞向太陽是因為地球一直在運動，這種自轉運動產生了一個逃離太陽重力的離心力。
地球自轉
而太陽的重力提供了向心力，兩者作用相互抵消，所以地球以一種穩定的形式環繞著太陽運轉。 換而言之，這種運動也是 重力的一種表現形式 。一直到牛頓闡明萬有重力之前，人們對物體下落的運動都有嚴重的錯誤認知。
牛頓的萬有重力定律發現後，通常被用來表述每個粒子間都有著互相吸引的狀態。萬有重力定律在天體學上的廣泛套用使之在很長的一段時期裏被稱作「第一次大統一」。
在描述天體運動和物質質素之間的關系時，牛頓的萬有重力定律解決了當時物理學界的許多問題。牛頓去世七十多年後，人們在研究水星的軌域時，卻發現這顆天體的運動描述用萬有重力定律出現了差異。
牛頓萬有重力
牛頓的理論並不能完全解釋行星軌域近日點的歲差，尤其是在他去世多年以後， 19世紀時科學家使用的先進望遠鏡觀測到水星的歲差存在每世紀43角秒的差異。
這一問題一直困擾了研究學者們多年，天體物理學的發展也開始放緩了腳步。同時人們在牛頓定律下所認識的宇宙逐漸成為了一個基本模型，研究放緩。
不過 進入19世紀後，人類在電磁學上得到了大發展。電磁學對基本的磁、電以及光等現象，包括廣泛的電磁輻射譜有了全新的發現和理解，物理學上把這次發現稱為「第二次大統一」。
水星設想圖
第二次大統一向人們展示了一個全新的世界，在描述電磁現象和光上面，麥克斯韋方程式組展示了波動電場和磁場如何以恒定速度傳播，電磁輻射的概念出現。
基於電和磁純量勢的麥克斯韋方程式成為了邊界值問題、量子力學、分析力學上的重要套用指導。在這之中的不斷發展下，麥克斯韋方程式的最終結果間接催生出了愛因斯坦的相對論，相對論的誕生揭示了目前我們對宇宙的基本認知。
宇宙空間下的相對論
回到我們之前所說的牛頓萬有重力定律在天體物理學上的套用， 水星軌域的觀察差異，在愛因斯坦的廣義相對論下得到了解決。
時空彎曲示意圖
該理論解釋了水星軌域的近日點以每世紀42.98角秒變化的微小差異。 在愛因斯坦的廣義相對論下，物質之間的重力來自於時空的彎曲。
但在這之前，愛因斯坦還在探索等效原理和潮汐現象時，他發現了幾個和曲面幾何的類比，這種類比就像直角座標系到曲線座標系的變化。
更深層的類比還在潮汐力和曲面曲率的關聯，對於重力場而言，潮汐力的作用狀態決定了是否可以透過選擇一個自由下落的座標系以此消除重力的影響。
愛因斯坦
在這一系列的研究中， 愛因斯坦的重力幾何理論透過約翰·惠勒的解釋，可以理解為時空告訴物質如何運動，物質告訴時空如何彎曲。
也就是說，在廣義相對論下，重力是時空彎曲的結果。能讓時空彎曲就必須要有質素，有質素的時空區域就會讓時空變形。
同時，時空彎曲程度隨距離的遠離而遠離，理論上是可以傳播無限遠的，所以宇宙中任意兩質素源間都有重力存在。
宇宙空間是一個多維的空間，能量在此形成的彎曲我們可以把宇宙理解為平面上的一張床或者布料，地球就像是布料上的一顆球。
時空彎曲設想圖
球的質素讓床面形成了下凹，這種下凹就像宇宙中的時空彎曲。由於太陽是更大的一顆球，於是太陽造成的彎曲會更加大，所以在兩個彎曲空間上，太陽的重力就會比地球更強。
兩者的相互作用達到了一種協調後便維持了地球的基本運轉，地球也在多種力場的作用下完成平衡，從而「穩固」地存在於宇宙中。
在牛頓萬有重力定律中，重力來自於物質的特定內容，這種內容便是質素。愛因斯坦的理論（等效原理）以及基於相對論的其他重力理論中，質素的確是決定重力的重要內容。
球讓床面下凹了
不過在相對論裏，這不是重力的唯一來源。它將質素和能量聯系起來，而能量由於動量結合。在狹義相對論下的表現則是由最經典的E=mc²公式表達出來。
物體的所有內容，例如溫度或者微觀世界下的原子、分子等系統中的結合能，這些內容都能聯系到它的能量，綜合起來形成重力。
天體之間存在重力
宇宙的基本內容
有了相對論、牛頓萬有重力定律、電磁模型後，時空這一概念也應運而出，這個四維的數學模型給我們展示了如今我們所處的世界。
地球所處的宇宙空間遠比我們想象的更為復雜，其運作狀態則是多種力的共同作用完成的。廣義相對論和狹義相對論都在不同層面解釋了地球重力的出現和作用。
在範圍更廣的物理量中，應力-能量張量是重力場的源。 每個物體的時空狀態都不一樣，從地球上來講，如果要說「墜落」的話，實則地球是跟隨著太陽在進行下墜，而太陽跟隨著銀河系下墜。
每個天體間因質素形成的空間彎曲在相互影響著彼此，因為重力的平衡才讓不同天體間沒有發生碰撞，只要沒有外力因素，這個狀態會持續保存下來。
時空彎曲設想圖
在大部份的天體物理研究中，套用得更多的還是牛頓的萬有重力定律。 相比於愛因斯坦的相對論，在一些結果數據上表達比相對論更準確，使用也更為簡單。
而廣義相對論成功地為一些物理學模型提供了框架，不過廣義相對論也並未完全解決目前的所有問題。廣義相對論是一個經典理論，但與其他描述基本相互作用的現代理論相比，它並沒有包括量子物理的現象。
目前在相關的理論研究中沒有一個完整的理論出現，時空中存在的重力奇異點至今也仍未解決，科學家們希望找尋到新的統一理論來完善人類對宇宙的認知。
牛頓與蘋果主題繪圖
結語
從最後的結論和相關的理論中我們可以看出，地球的不「墜落」於太空本質上是各種力的相互作用以及多方面因素形成的。
事物的本質在我們平時的觀察中往往並沒有那麽簡單，透過現象追蹤到的本質為我們展示了一個更為復雜龐大的宇宙
在未來，廣義相對論和改良牛頓力學還將面臨現代量子物理的考驗和挑戰。如果能夠超越量子現象的挑戰，對廣義相對論的研究便會有更進一步的研究。
目前科學家有關直接探測時空問題的導致的重力波研究也在持續進行中，甚至對於特定時空的電腦模擬也將誕生。在這一切之後，相信人們會對世界本質有著全新的認知和看法。
