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为什么星球都能悬浮在宇宙中?答案其实很简单,扔块石头就知道了

2024-10-28科学

【综述】

古时候,差不多所有人都觉得地球是平的。「天圆地方」在那个时候属于常识,一直到人类大力发展航海事业,才慢慢发觉地球原来是圆的。这让好多人特别不理解:为啥我们能稳稳当当地站在一个圆形的东西上,还不会掉下去摔倒呢?

更让人想不明白的是,人类探索宇宙时发现,咱们的地球是在宇宙空间里飘着的。为啥地球能在空间里飘着,而不掉到下面去呢?要解释这个问题其实不难,扔块石头就能明白其中的奥秘了。

【牛顿与万有引力】

都说牛顿中午在果园休息时,脑袋被一颗掉下来的苹果砸到了,这就使他寻思:苹果为啥是垂直落到地上,而不是在空中到处乱飞呢?就带着这个疑问,他做了一项对后世影响特别大的研究,也就是万有引力。

牛顿觉得在这宇宙里,所有物质都有引力,并且引力大小和物质自身质量是正相关的。咱们人类的质量跟地球比起来特别小,所以能被地球稳稳地吸附在表面,不会掉下去或者滑走。

同样的道理,地球也受到宇宙里其他引力源的吸引,不停歇地做着有规律的运动。

牛顿的这种说法在当时被批为异端,但是随着科技的进步发展,我们慢慢发现牛顿学说其实挺准的。不过也有人觉得,我们人类能站在地球表面,是因为直接接触到地球表面从而感受到了引力。

地球在宇宙里,没和其他星体直接挨着,为啥没掉到更深的宇宙空间去呢?

【用石头解释问题】

其实呢,要解释这个问题呀,一块小石子儿就行啦。咱们拿起一块石头,然后松手,这石头很快就会往下落,「嗖」地一下就掉到地上了。这是为啥呢?就是因为石头受到引力的作用,引力给了石头一个向下掉的动能。

要是我们把石头拿起来后,不马上松手,而是朝着又高又远的地方扔出去,那这石头就会在空中画出一道好看的弧线,然后才落到地上。跟直接松手比起来,这块石头在空中运动的时间还有轨迹肯定是更长的。

从这个实验里我们看不出来:物质受引力影响不是绝对的,它还会被自身的动能左右呢。我们扔石头的时候,给石头加了向上向前的劲儿,这样石头就能在短时间内不受引力影响,按照自己的运动势能往前跑。

科学家们把这种现象叫做「飞行速度」,要是一个物质自己的运动速度比较快的话,那它就能完全不顾相关的引力结构,从而形成稳定的运转势能。

【宇宙中探测器的稳定性】

就拿宇宙里的探测器来说吧,人类发射的探测器相对于地球是静止的,可它们又跟着地球一起运动。这就是说,探测器在运动的时候能忽略地球的引力势能,按照自己原本的轨迹运行。

要做到这点,相关探测器就得把自己加速到逃逸速度之上。逃逸速度呢,就是物质摆脱引力源所需的速度。人类的探测器高速运行时摆脱了地球引力,在大气层之上漂浮着监测地球上的各种数据。

这么看的话,咱们完全能把地球当成一个天然的探测器,太阳呢,就是这个探测器的引力源。地球转动的时候,太阳会给地球一定的引力,地球自身的动力势能能让它配合这个引力,有规律地长期绕着太阳公转。

地球自身不会在广阔的宇宙里突然往下掉的。经过数十亿年的演变,地球和太阳已经组合在一起,构成了一个比较稳定的天体结构。

【天体的漂浮】

地球是因为受到太阳的引力,再加上自身在运转,才能在宇宙空间里保持稳定的。那太阳还有跟太阳差不多的大型天体,它们是受到谁的影响,才让自己的状态得以维持的呢?

这个问题呢,科学家们也一直在研究。现在主流的学说觉得,宇宙里有个特别大的引力源。

有个引力源特别大,它能让周边几百万光年以内的天体都被影响到,太阳也在受这个引力源影响的天体之列,所以太阳才能在宇宙里保持稳定。人们把这个引力源叫做「巨引源」。

能这么讲,宇宙里所有天体的稳定都跟这个巨大的引力源有直接关联。可惜啊,一直到现在,咱们人类都还没发现这个巨型引力源的任何信息呢,只能靠着物理学知识对它的状态和存在做合理的猜测。

很多人觉得,要是这个巨引源以后有啥变故的话,那咱们宇宙里的大多数天体都会失衡,然后就在宇宙空间里到处乱撞,严重的星体碰撞和爆炸也会变得很常见。

【结语】

科学发展本就是一条推翻旧事物、不断创新的路,随着我们认知水平的提高,固有观念肯定会一次次被刷新。

在牛顿之后,肯定还会出现像牛顿那样的人。到那个时候啊,咱们人类对宇宙的认知就会提升到一个新的层面,各种天体的规律还有它们的运转,就不会像现在这么神秘了。真希望那一天能早点来,好让咱们人类能早点了解这片神秘的宇宙空间。