地球質量重達60萬億億噸,爲什麽沒有掉下去?

宇宙時空 2024-04-26 15:57:25

地球確實很重,但是在浩瀚宇宙裏,地球也很渺小,比地球更重的天體太多了。所以質量並不是問題的關鍵,最關鍵的問題是:地球倒是想掉下去,但往哪裏掉呢?

誰能告訴地球“下面”到底在哪裏?

所謂的“上下”只是生活在地球上的我們自己的定義,簡單來講,腳下的方向就是下,頭頂的方向就是上,這是按照我們的生活習慣來定義的。更專業點講,引力的方向就是下,而相反的方向就是上。

一旦離開了地球,來到太空中,所謂的“上下”概念就不存在了,因爲我們在太空中會處于“失重”狀態,根本無法定義“下”到底是哪個方向。

不過太空中的“失重”並不是絕對的,不是說一點重力都沒有了,只是說受到的引力非常微弱,幾乎感覺不到而已。因爲萬有引力是長程力,理論上可以作用到無限遠的地方。

而地球在太陽系裏,所以地球會受到太陽引力的影響,在太陽引力的拉扯下,一直圍繞太陽公轉。按照剛才的說法,引力的方向就是下,那麽地球朝著太陽的方向就是下了,爲什麽地球沒有掉到太陽上面呢?

簡單來講:速度。地球一直圍繞太陽公轉,速度爲大約每秒30公裏,這樣的速度能讓地球一直圍繞太陽公轉,公轉的過程會産生離心力,而離心力正好與太陽的引力取得平衡,所以地球不會落到太陽上面。

如果地球公轉速度變慢,就可能會墜落到太陽上面。相反,如果地球的公轉速度變快,比如說達到每秒42公裏,就會擺脫太陽引力的束縛,地球徹底淪爲一顆流浪星球,逃出太陽系,開始與太陽肩並肩,一起圍繞銀河系運行。

話說過來,雖然地球圍繞太陽公轉了46億年,一直沒有掉到太陽上面,但其實地球一直在朝著太陽的方向墜落,也就是說一直都有向太陽墜落的趨勢。只是因爲速度夠快,再加上太陽是圓形的,地球墜落的弧度正好與太陽的弧度一致,所以地球並沒有掉到太陽上。

說白了,其實地球一直朝著太陽做“自由落體”運動,只不過並不是我們通常所說的自由落體,而是有切線速度的“自由落體”。

其實著名的“牛頓大炮”很好地說明了上述情況。

牛頓大炮是一個思想實驗,很簡單,在高山上安裝一架大炮,朝前方發射子彈,你會發現子彈總是會落下,子彈落下的過程其實就是自由落體,只不過是有水平速度的自由落體。

而且,隨著發射子彈的力度不斷加大,子彈會越飛越遠。理論上講,如果力度足夠大,讓子彈獲得足夠高的初速度,那麽子彈就能繞行地球一圈,然後恰好落在大炮的後面。

這時候如果再稍微加大力度,會出現什麽情況呢?大家肯定都猜出來了,子彈就不會掉在地面上,而是爲圍繞地球運行,實際上就成爲了地球的衛星,這時候子彈的速度就是第一宇宙速度,每秒7.9千米。

不過,即使達到了這個速度,子彈不會掉在地面上,也不能否認子彈一直在朝著地球墜落,子彈一直有墜落的趨勢。

實際上,空間站上的航天員也是如此,他們就是“大號子彈”,一直在做自由落體運動,所以會感覺到失重。任何自由落體的運動其實都能感受到失重狀態。

就比如說我們小時候很淘氣,總是會從高牆上跳下去,往下跳的過程其實就是自由落體,這個過程你就能感受到失重,只不過這個失重過程很短暫,同時由于周圍的環境太局促,讓你絲毫感受不到你自己想象中的失重狀態。

好像有點跑題了。重回正題,既然地球一直在朝太陽墜落,那麽太陽呢?在朝哪裏墜落呢?

銀河系中心的超大質量黑洞!太陽一直圍繞著銀河系中心運行,運行一周的時間大約需要2.25億年!

那麽銀河系呢?向哪裏墜落?

本星系群,然後是更大的室女座超星系團,還有更大的拉尼亞凱亞超星系團,那裏擁有神秘的“巨引源”!

最後,我們的宇宙呢?宇宙是否也在向某個方向掉下去?

按照目前的宇宙大爆炸理論诠釋,宇宙本身就是四維時空觀的集合體,在宇宙之外並不存在時間和空間,既然沒有空間,也不可能朝任何地方掉下去。

當然,宇宙大爆炸理論也只是一個假說,雖然有證據的支撐,但並非一定是正確的。真實的情況到底是什麽,或許只有老天知道了!

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宇宙時空

簡介:熱衷于宇宙時空的探索