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[猎奇]60万亿亿吨的地球，靠什么力量悬浮在宇宙中，它为何不往下掉[17P] [复制链接]

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只看楼主倒序阅读使用道具楼主发表于: 2021-09-27

— 本帖被 wowoni 执行加亮操作(2021-09-28) —

早在46亿年前，地球这颗行星就在宇宙中诞生了。这颗蓝色星球经过漫长岁月的演变诞生出了生命。
而人类则是在地球这个大家园里生存繁衍发展了数百万年。通过一代又一代人对于地球的探索发现，我们也渐渐地对地球也有了较为深入的了解。
相信一定有人好奇过，为什么我们的地球可以像日常生活中的气球般漂浮在太空中而不下落呢？

地球自转

在1972年12月，美国阿波罗17号的宇航员在返回地球的途中拍下了地球的全貌，照片中，一颗蓝色星球静静地悬浮于太空中。
在这之后，在人类探索宇宙的活动里拍摄的其他照片中，我们看到不仅仅地球“悬浮”在太空之中，太阳系的其他天体也与地球一样“悬浮”在太空之中。
看到这些照片不禁引起我们思考，如此庞大的地球周边没有任何东西支撑，却为何能够悬浮在太空之中呢？

漂浮在宇宙中的地球

在此之前，英国科学家卡文迪许在1798年运用扭秤成功测量出了引力常量的数值，这一发现不仅证明了万有定律的正确性同时也间接测量出了地球的质量为5.98*10^24kg，也就是60万亿亿吨。

要知道地球上小小的一根羽毛被抛起之后，最终都会降落回到地面上。而重达60万亿亿吨的地球却为何能够“悬浮”在宇宙中不会向下坠落？

万有引力定律公式

地球真的是“悬浮”在太空中吗？‍

事实上，“地球悬浮”、“宇宙深渊”都只是人们缺乏物理知识而幻想出来的词汇，地球不在宇宙中心，宇宙也不存在层次分别。
学习过基础物理知识的都知道，地球上的物体之所以会坠落是因为地球所产生的引力导致的。
地球的质量中心位于地核，所以地面上的物体会受到地核的吸引而依附在地球表面。但是，在地球的“下方”并没有质量中心存在。所以是因为这样，地球才会“悬浮”在太空中吗？事实并非如此。

地球的组成结构图

要知道我们的地球并不是在太空中一动不动，而是以29.8km/s的速度在一定轨道上围绕着太阳运动，而地球围绕着太阳之所以能够做着周期性的圆周运动，正是因为太阳质量在太阳系总质量中占比99.86%，整个太阳系的质量中心位于太阳。质量越大，引力则越大。
不过虽然太阳具有巨大的引力，但是地球本身具有自转所产生的离心力，而离心力和太阳对地球产生的强大引力形成了平衡，导致地球会围绕太阳以一年一圈的速度进行公转运动。所以我们完全不用担心地球会被太阳产生的强大引力吸到其体内。

地球绕太阳公转

地球不向下坠落的原因是什么呢？‍

我们根据万有引力定律可知为什么地球不是悬浮在太空中。
万有引力定律统一了地球物体的运动规律和天体的运动规律，是牛顿在17世纪提出的一个科学理论，也是近代自然科学界最伟大的成果之一。
该定律提出引力是普遍存在的，所有物体之间都以引力相互吸引，这种引力的大小直接取决于两个物体的质量。引力的相互作用不仅仅存在于地球和其他物体之间，同时也存在于太阳和其他行星之间。

牛顿发现万有引力

“牛顿大炮”实验

著名物理学家牛顿曾经还发现扔出去的石头再次落回地面时，运动轨迹会与扔出去的方向产生偏离。于是他提出了一个很巧妙的理想实验。
牛顿假设在地球的一座高山上面，架设一座水平大炮，将炮弹发射出去时，地球的重力会拉动它，炮弹便会落到地面上。但是炮弹并不是在发射的瞬间落在地面上的，因为发射炮弹的前进动力在它落到地面之前将其向前推了一段距离。
而我们再次以更快的速度发射炮弹，这次炮弹落在地面之前前进了更远一段距离。因此他认为炮弹的发射速度可以影响地球对炮弹的引力。

牛顿大炮实验

如果炮弹的发射速度足够快，达到与地球产生的引力可以互相制衡的临界点时，炮弹很有可能就会围绕着地球旋转而不会掉落在地面上。
人们将这个著名的理想实验称为“牛顿大炮”，这个思想实验现如今已经变成了现实。目前我们用于发射卫星的火箭就是应用牛顿的推论，加上现代科技制成的。

中国长征6号火箭

地球拥有足够的速度

了解了这个实验后，我们同比地球与太阳就不难知道，地球能够围绕太阳运动便是因为自身的离心力产生了相当快的速度，导致地球能够围绕太阳进行公转运动。

地球围绕着太阳运动，受到太阳的引力向着太阳方向坠落，却没有坠入太阳，而是围绕着太阳沿着一定的轨道周而复始的运转。

我们建造的人造卫星便是根据这个原理设计而成的，人造卫星围绕着地球公转的速度为11.2km/s，这个速度可以让其保持公转而不坠入地球。

地球同步卫星

而地球不坠入太阳则是因为地球将近30km/s的自转速度产生的离心力足够与太阳产生的引力相互抗衡。
太阳系中其他的行星也是一样，比地球距离太阳更近的天体需要达到更快的公转速度才能保证不会坠入太阳中。
如果地球不是围绕着太阳坠落，它就会在自己的惯性作用下疯狂地飞出轨道。我们太阳系中的所有行星都在围绕太阳坠落，但因为它们的速度足够快，因此不会撞上太阳。

太阳系八大行星

爱因斯坦广义相对论

1915年，爱因斯坦发表的广义相对论是现代物理学对引力的最新描述。他的狭义相对论认为，时间和空间应该是统一的，是一个平直的四维时空。而广义相对论则是关于万有引力本质的理论，认为时空背景是弯曲的。
从爱因斯坦的广义相对论也可以解释地球为什么不向下坠落。因为太阳周围的时空是弯曲的，所以地球沿围绕着太阳运转。

爱因斯坦认为的时空弯曲

也就是说，地球并不是受到太阳引力的影响，而是沿着弯曲的时空运动。而空间的弯曲并不会让地球向下运动，同时地球的下方也没有其它力的存在，所以地球也就不会向下坠落。

其他观点

然而，有另一些科学家却有着不一样的观点。他们的观点认为，除了牛顿所提出的万有引力以及爱因斯坦的广义相对论之外，太空中神秘的暗物质和暗能量也是天体“悬浮”的原因之一。
虽然这些神秘的暗物质对于我们人类目前来说是看不见和摸不着的，但它却被这些科学家认为是庞大的宇宙体系中的重要组成部分。

太空中的暗物质

既然它目前对我们来说是看不见的、无法测量的，为什么那么多科学家却又能确定它的存在呢？
根据上面我们所提到的牛顿万有引力定律，质量越大的物质就会对质量越小的物质产生越大的引力。既然如此，如果行星离恒星越远，那么引力应该就会越小。
然而，经过长时间的观察，有一部分科学家发现远离银河系中心的恒星却并不遵循万有引力定律。

银河系

根据观察，它们所受到的引力更大并且旋转速度也更大，这说明它们除了受到银河系中心的引力之外同时也受到一种神秘力量的影响。
所以科学家们将这种能产生神秘能量的物质称之为暗物质，而暗能量则是一种能够驱动宇宙运动的能量，它比暗物质更加神秘也更加危险。
根据最新的观测数据，暗能量占据了整个宇宙成分的68.3%，而暗物质则占据了宇宙26.8%。所以科学家分析这种宇宙中随处可见的物质极有可能也是成为“托举”宇宙中各个天体的因素之一。

宇宙成分组成

如果没有引力，我们的世界会变成什么样？‍

在介绍完地球为何能够“悬浮”在空中以后，可能又会有人比较好奇，那如果我们这个世界失去了牛顿口中的万有引力会发生什么呢？那小编就带着大家大胆假设一下。
假如有那么一天，可能大多数人想到的是我们的世界失去了万有引力，那么我们每个人都无法在世界上正常行走，不论是贯口里所说的“天上飞的、地上跑的、草地里蹦的”还是我们眼中的万物都将失去与地球的联系，成为漂浮在宇宙中宇宙尘埃的一份子。

漂浮的人类

但是真实情况只会比很多人想得更加恐怖。到时候我们所赖以生存的空气、水都将因为失去了引力而不会再附着于地球之上。
随之而来的是我们每个人都只能漂浮于没有空气的宇宙之中，并且慢慢被宇宙分解为原子。
每个恒星与行星之间的联系也会失去，恒星与银河系之间的联系也会消失。最终整个宇宙会处于一片混沌之中。
既然后果如此危险，那么未来某天有没有可能真的会发生这样的情况呢？根据科学家的测算，这种情况是有一定的可能性的。

宇宙中的小行星