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回顧:為什麽星球都能懸浮在宇宙中?原理又是什麽呢?

2024-10-19科學

綜述

想必很多人小時候擡頭望漆黑的天空,看見有閃耀的星星在閃爍,都會產生疑問: 它們會不會有一天掉下來啊?萬一掉下來砸到地球了怎麽辦?

好奇是人類進步的第一步,科學家也是透過這樣的疑問才來研究的,而這個問題的答案是: 不會掉下來! 可原理又是什麽呢?

驚人的「大爆炸宇宙論」

要想搞清楚星球懸浮的奧秘,首先要了解星球是如何誕生的。關於宇宙的誕生一直都有很多爭論, 其中被大多數科學家所認可的當屬大爆炸宇宙論。

1949年3月英國天文學家 弗雷德·霍伊爾提出了大爆炸的觀 點,後來1964年發現的 宇宙微波背景輻射 成為了支持大爆炸的重要證據。

根據2015年普朗克衛星所得到的最佳觀測結果, 宇宙大爆炸距今約有138億年 ,然後經過不斷的膨脹,才達到我們現在所了解的宇宙的狀態。

據大爆炸模型的推導與演示,宇宙誕生初期是由均勻且各向同性的高密高溫高壓物質構成的,並且在極早期發生了非常快速的膨脹和冷卻。

大家可以將爆炸的過程想象成 放滿水和大米的高壓鍋, 把高壓鍋的出氣孔堵住,讓極具膨脹的氣體無處可逃,壓強不斷增大,鍋難以承受, 最終把整個鍋都炸開,大米四處飛濺。

當暴脹時期結束,就 誕生了基本的粒子,而後隨著極劇的冷卻,誕生了最初的行星、恒星、星系甚至於生命。

而我們日常生活中 大部份肉眼所能見到的星星都是恒星 。恒星是分子雲的高密度區崩潰成為球形的等離子體而形成的,這一切的源頭都離不開宇宙大爆炸。

這便是 星星最初的誕生過程。

也許五歲的你擡頭所見的星星,它們就已經 閃耀了億萬年的光輝 ,而在這剎那間的相遇中,你已目睹了一顆星星的興衰變化。

隨著成長,當你再次仰望天空時,幼時的一些星星可能已經消逝, 宇宙無時無刻不進行著淪陷與創造, 這是自然的奇跡,讓人不得不贊嘆和為之著迷。

「萬有重力」的發現

1687年艾薩克·牛頓 在【自然哲學的數學原理】中首次發表了萬有重力定律 ,能夠很好地解釋物體之間的相互作用,這是經典力學的一部份。

星星之所以能懸浮在空中 ,就離不開萬有重力的作用。

可萬有重力究竟是什麽呢?

如果用牛頓給的定義來說,萬有重力就是指 兩個質點彼此之間相互吸引的作用力 ,與它們的質素乘積成正比,並與它們之間的距離成平方反比。

這句話簡單總結就是: 質素越大,重力越大;距離越遠,重力越小。 我們日常生活中都能看見不少因萬有重力而存在是事物,比如 買的菜越多越重、溪流從高往低流動、蘋果從上往下掉。

有人會問, 萬有重力也存在我們人體上嗎? 為什麽日常生活中沒有強烈的感覺呢?

這是因為人的質素太小,人與物品之間的重力太弱幾乎可以忽略不計

但地球與人之間的萬有重力是很強的,只不過在我們人類在漫長的前進演化中已經適應,習慣成自然,所以通常沒有特別強烈的感覺。

如果要證明的話,有個很簡單的例子,生活中我們 從沒見到誰雙腳一蹦跳,就直接飛到太空的吧?也從沒見到誰在南極一蹦直接飛到北極的吧?這 正是因為萬有重力的存在,才把我們吸在地球表面上,讓我們得以正常生活。

星星為何不會墜落

那麽萬有重力和星球之間的關系又是怎樣的呢?

每顆星球並不只是僅僅受到一個星球給它的重力, 而是受到來自四面八方的力, 這些力共同作用,使得星球保持在一個不斷運動卻相對平衡的狀態。

我們擡頭所能見到的星星,它們的質素非常大,但其實 距離地球非常遙遠。

1915年蘇格蘭天文學家羅拔·因尼斯 在南非發現了比鄰星 這是距離太陽最近的一顆恒星 ,也足足有4.22光年,而距離地球有4.246光年,這個距離是一個什麽樣的概念呢?

光年是指光在真空中一年時間內傳播的距離, 1光年大約為9.46兆公裏, 如果以地球赤道為標準,這意味著 1光年可以繞地球赤道2.365億圈 ;假如你以120km/h的速度開車,1光年就需要行駛900萬年!

通常而言,星星很難被地球的重力吸引而墜落, 所以它們一直懸浮在宇宙中。

那我們看見的流星是什麽呢?它們是墜落的星球嗎?

流星是指執行在星際空間的流星體,通常包括 宇宙塵埃和固體塊等空間物質, 當它接近地球時受到地球重力的吸引,從而進入地球大氣層, 並與大氣層摩擦燃燒產生光跡, 各個流星的顏色會因其燃燒程度而有所不同。

需要註意的是, 流星不是星球,更不是墜落的星球 。如果當你擡頭看見流星,請不要擔心是星球墜落,而是可以盡情欣賞它的光輝,或許還可以像傳說中那樣許個願。

結語:無盡的「探索」與「征程」

從古至今,人類就對天空與宇宙有無窮的好奇與探索欲。 明朝陶成道,人稱他為萬戶, 就曾自制47個火箭綁在椅子上,然後自己坐上椅子,點燃火箭渴望一飛沖天。

而如今隨著科技的不斷發展與進步,人類創造出了宇宙飛船、國際太空站、宇航服等,人類對於宇宙的奧秘也了解得愈來愈深廣。

隨著不斷地深入了解,當我們仰望天空時, 已經擺脫了原始時代對未知的恐懼,增添了更多的向往與憧憬。

目前探索的步伐仍在繼續,人類創造的宇宙探測器遍布月球甚至火星,宇宙的奧秘在無言中靜靜地等待發現。

或者未來會有那麽一天,我們掌握了更多的技術, 甚至讓宇宙旅行走進千家萬戶, 讓人們欣賞到更多的宇宙奇觀,讓科技更好地造福人類。