地球重60万亿亿吨,为什么能“悬浮”在太空中不往下掉?
1972年,“阿波罗17号”飞船在距离地球四万五千公里处,拍摄了一张名为“蓝色弹珠”的照片 。在这张照片中,地球散发着独有的蓝色光芒,与周围漆黑的宇宙形成鲜明对比 。
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2017年,“卡西尼号”土星探测器调整身姿,为14亿公里之外的地球拍摄了一张照片 。此时的地球看起来是那么的微不足道,在浩瀚的宇宙中渺小的犹如一粒尘埃 。
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自人类踏入星辰大海以来,无论是发射的卫星、空间站,还是深空探测器,都留下了大量关于地球的照片,这些照片中看出,地球好似悬浮在太空中一般 。
要知道,地球的重量是60万亿亿吨,正常来说它应该向下坠落才对,为什么地球能悬浮在太空中不往下掉呢?
在宇宙中没有上下的概念事实上,宇宙中是没有“上下”之分的 。“上下”是人类在地球环境中主观设定的,主要受参照物和引力影响 。
例如一栋三层楼的房子,以二层为参照物的话,三层就在二层的上面,一层就在二层的下面 。
但是在宇宙中,各个天体的位置不停变化,对地球来说没有绝对的参照物,也就无法区分“上下”的概念 。
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其次,在地球上我们抛起一块石子,在地球引力的作用下,这个石子自由落体,给人们一种“向下”的感觉 。
但是宇宙中,只要不是距离某个天体特别近,引力的作用微乎其微,也就不会出现“向下”的感觉 。
牛顿大炮理论伟大的物理学家牛顿曾发现过这样一个问题:人们用手抛出的石子,站的越高、用力越大,石子的落点越远 。
由此牛顿提出一个设想 。在一座高山上,建造一座水平大炮,用不同的速度将炮弹平射出去 。
炮弹的速度越快,炮弹的落点越远,如果这颗炮弹达到一定速度后,就会绕着地球做圆周运动,永远不会落地 。这就是著名的牛顿大炮理论 。
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那么这颗炮弹的速度要多快才能不落地呢?牛顿通过计算得知,这颗炮弹每秒飞行7.9公里才不会掉下来,这个速度也就是我们常说的宇宙第一速度 。
基于牛顿大炮理论,第一宇宙速度也是航天器最小发射速度,只有达到这一速度,航天器才能在太空中环绕地球飞行 。
如果飞行速度明显低于7.9千米/秒,航天器的飞行轨道会在环绕中不断降低,最终坠落在大气层中 。
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知道了大炮理论,也就明白地球为何能悬浮在太空中在太阳系中,太阳的质量占太阳系总质量的99.8% 。我们知道,物体的质量越大,引力就越大,地球会一步步向太阳“坠落” 。
但是地球以每秒30公里的速度围绕太阳公转,如同那颗被牛顿大炮打出去的炮弹,飞行速度已经克服了太阳的引力,所以地球才不会向着太阳“坠落” 。
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除此之外,我们可以用离心力解释这一情况 。
例如链球比赛中,当运动员旋转身体,手中的链球在离心力的作用下围着运动员旋转,只要运动员不撒手一直转下去,链球就一直在半空中围着运动员飞行 。
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同样的道理,太阳犹如链球运动员,用引力将地球牢牢束缚住,但地球公转产生的离心力,与太阳引力之间形成一种平衡,既没有让地球坠向太阳,也没有让地球逃离太阳 。
其实不止是地球,宇宙中所有的天体都是“悬浮”状态的 。就拿离我们最近的月球来说,它不也是受到地球引力的作用,围着地球公转么 。
如果扩展到更大的范围,整个太阳系受到银河系中心引力的影响,围着银心公转 。
【地球有多重多少吨 地球重60万亿亿吨,为何还能飘在太空中,而不向下坠落-】如果有一天中心的引力消失了,那么围绕中心旋转的天体会改变运行轨迹,在宇宙中漫无目的的飞行下去,直到被另一个天体的引力捕获 。
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