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羽毛都會落地,60萬億億噸的地球,為什麽還能飄在太空中?

2024-07-03科學

1798年,67歲的卡文迪許透過測定萬有重力常數,計算出地球的質素是60萬億億噸,根據生活常識,這麽重的地球肯定被一個更重的東西 「托著」 ,不然肯定會往下掉。

然而這麽多年從太空拍攝的地球照片都顯示, 地球「好像」是懸浮在宇宙中的。

除了地球,太陽系的其他星球,以及銀河系乃至於所有的星系,都漂浮在漆黑的宇宙背景上,就仿佛它們都沒有質素一樣。

但愛因斯坦認為 ,宇宙中任何有質素的物體都不是飄在宇宙中,而是空間本身在托著它們,在我們肉眼無法直接看到的地方,宇宙時空正被質素不同的天體壓出不同程度的凹陷。

這種凹陷或者說扭曲帶來的直接後果,就是小質素的天體會被大質素天體吸引,即月球繞地球公轉,地球繞太陽公轉,太陽系繞銀河系公轉,可以說公轉就是時空扭曲,就是重力的具象化。

再深究一下,我們會發現公轉過程也是跌落的過程,地球並沒有漂浮在太空中,而是一直在向太陽跌落,因為太陽質素占到了太陽系總質素的 99.86%。

但就像人造衛星速度達到11.2km/s,就可以繞地球公轉而不墜入地球一樣,地球30km/s的公轉速度也產生了足夠的 「離心力」 來對抗太陽重力,而且在幾乎沒有阻力的太空中,地球可以長時間保持公轉速度,進而就可以一直繞太陽公轉而不墜入太陽。

這也是為什麽距離太陽越近的星球,公轉速度就越快的原因,因為更快的速度才能產生更強的離心力去對抗太陽重力,速度慢的只會墜入太陽,而遠離太陽的星球比如冥王星,公轉速度就可以很慢, 因為它受到的太陽重力比較弱。

從人造衛星到空間站,它們的速度也需要保持,否則就會導致軌域高度下降,最終墜落在地球上,所以每隔一段時間空間站都會主動擡高一下軌域。

從本質上來看,宇宙就是一個大型俄羅斯套娃

月球繞地球公轉,地球繞太陽公轉,太陽系繞銀河系中心的超大質素黑洞人馬座A*公轉,銀河系繞室女座超星系團質素中心公轉,室女座超星系團繞巨引源公轉。

小到星球大到超星系團,宇宙中的天體們的運動規律完全是一致的,都是在重力支配下的無限迴圈或者套娃,這就是廣義相對論裏說的, 物質決定時空如何彎曲,時空決定物質如何運動。

遺憾的是,在重力方面,相對論和量子力學其實是有矛盾的,量子力學認為重力是重力子交換產生的,如果我們找到重力子並利用它, 就能掌握反重力技術。

但目前為止重力子並沒有被找到,這說明在量子力學和相對論之上,還有一個更完備的關於重力的理論,也就是愛因斯坦晚年耿耿於懷的大統一理論,或者說統一場論。

也許再過幾百年,現代物理學也會和古典物理學一樣進入瓶頸期,到時候會出現類似愛因斯坦的物理學家, 把人類文明帶到一個新的高度。