地球质量重达60万亿亿吨,为什么没有掉下去?

宇宙时空 2024-04-26 15:57:25

地球确实很重,但是在浩瀚宇宙里,地球也很渺小,比地球更重的天体太多了。所以质量并不是问题的关键,最关键的问题是:地球倒是想掉下去,但往哪里掉呢?

谁能告诉地球“下面”到底在哪里?

所谓的“上下”只是生活在地球上的我们自己的定义,简单来讲,脚下的方向就是下,头顶的方向就是上,这是按照我们的生活习惯来定义的。更专业点讲,引力的方向就是下,而相反的方向就是上。

一旦离开了地球,来到太空中,所谓的“上下”概念就不存在了,因为我们在太空中会处于“失重”状态,根本无法定义“下”到底是哪个方向。

不过太空中的“失重”并不是绝对的,不是说一点重力都没有了,只是说受到的引力非常微弱,几乎感觉不到而已。因为万有引力是长程力,理论上可以作用到无限远的地方。

而地球在太阳系里,所以地球会受到太阳引力的影响,在太阳引力的拉扯下,一直围绕太阳公转。按照刚才的说法,引力的方向就是下,那么地球朝着太阳的方向就是下了,为什么地球没有掉到太阳上面呢?

简单来讲:速度。地球一直围绕太阳公转,速度为大约每秒30公里,这样的速度能让地球一直围绕太阳公转,公转的过程会产生离心力,而离心力正好与太阳的引力取得平衡,所以地球不会落到太阳上面。

如果地球公转速度变慢,就可能会坠落到太阳上面。相反,如果地球的公转速度变快,比如说达到每秒42公里,就会摆脱太阳引力的束缚,地球彻底沦为一颗流浪星球,逃出太阳系,开始与太阳肩并肩,一起围绕银河系运行。

话说过来,虽然地球围绕太阳公转了46亿年,一直没有掉到太阳上面,但其实地球一直在朝着太阳的方向坠落,也就是说一直都有向太阳坠落的趋势。只是因为速度够快,再加上太阳是圆形的,地球坠落的弧度正好与太阳的弧度一致,所以地球并没有掉到太阳上。

说白了,其实地球一直朝着太阳做“自由落体”运动,只不过并不是我们通常所说的自由落体,而是有切线速度的“自由落体”。

其实著名的“牛顿大炮”很好地说明了上述情况。

牛顿大炮是一个思想实验,很简单,在高山上安装一架大炮,朝前方发射子弹,你会发现子弹总是会落下,子弹落下的过程其实就是自由落体,只不过是有水平速度的自由落体。

而且,随着发射子弹的力度不断加大,子弹会越飞越远。理论上讲,如果力度足够大,让子弹获得足够高的初速度,那么子弹就能绕行地球一圈,然后恰好落在大炮的后面。

这时候如果再稍微加大力度,会出现什么情况呢?大家肯定都猜出来了,子弹就不会掉在地面上,而是为围绕地球运行,实际上就成为了地球的卫星,这时候子弹的速度就是第一宇宙速度,每秒7.9千米。

不过,即使达到了这个速度,子弹不会掉在地面上,也不能否认子弹一直在朝着地球坠落,子弹一直有坠落的趋势。

实际上,空间站上的航天员也是如此,他们就是“大号子弹”,一直在做自由落体运动,所以会感觉到失重。任何自由落体的运动其实都能感受到失重状态。

就比如说我们小时候很淘气,总是会从高墙上跳下去,往下跳的过程其实就是自由落体,这个过程你就能感受到失重,只不过这个失重过程很短暂,同时由于周围的环境太局促,让你丝毫感受不到你自己想象中的失重状态。

好像有点跑题了。重回正题,既然地球一直在朝太阳坠落,那么太阳呢?在朝哪里坠落呢?

银河系中心的超大质量黑洞!太阳一直围绕着银河系中心运行,运行一周的时间大约需要2.25亿年!

那么银河系呢?向哪里坠落?

本星系群,然后是更大的室女座超星系团,还有更大的拉尼亚凯亚超星系团,那里拥有神秘的“巨引源”!

最后,我们的宇宙呢?宇宙是否也在向某个方向掉下去?

按照目前的宇宙大爆炸理论诠释,宇宙本身就是四维时空观的集合体,在宇宙之外并不存在时间和空间,既然没有空间,也不可能朝任何地方掉下去。

当然,宇宙大爆炸理论也只是一个假说,虽然有证据的支撑,但并非一定是正确的。真实的情况到底是什么,或许只有老天知道了!

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简介:热衷于宇宙时空的探索