地球懸浮在漆黑太空,沒有柱子托舉,沒有繩子牽引,為什么不會“掉”下去?
到底是什么力量,能托住60萬億億噸的地球?
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我們從小就有一個(gè)疑問:在地球上,不管什么東西,只要沒有支撐,都會往下掉,蘋果會落地,杯子會摔碎,人會站穩(wěn),可為什么地球在太空里,沒有任何支撐,卻能懸浮幾十億年,從來不會“掉”下去?
有人說,是上帝在托舉地球,有人說,太空里沒有重力,所以不會掉,還有人說,地球太大了,沒人能托得動,所以它不會掉!
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這些說法,全錯(cuò)!
地球不是“懸浮”,也不是被“托舉”,它其實(shí)一直在“下落”,只是永遠(yuǎn)落不到“地面”,而托住它、不讓它墜入宇宙深淵的,是兩種力量的完美平衡,太陽的萬有引力,和地球自身的離心趨勢,這兩種力量相互抵消、相互制衡,讓地球在太空里穩(wěn)穩(wěn)“扎根”,幾十億年都不會偏離軌道,更不會掉下去!
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我們之所以覺得“東西會往下掉”,是因?yàn)榈厍虻闹亓υ诶欢谔绽铮瑳]有“上下”之分,所謂的“掉下去”,本質(zhì)上是被更大質(zhì)量的天體引力吸引,墜入它的懷抱。
地球之所以不會掉,就是因?yàn)樗惶柕囊Α白プ 保瑫r(shí)又靠自身的高速運(yùn)動,產(chǎn)生了向外的離心趨勢,兩種力量剛好平衡,就像被繩子拴著的小球,甩起來后既不會被拉回手里,也不會飛出去,一直繞著圈子轉(zhuǎn)!
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相當(dāng)于你用繩子拴著一個(gè)小球,手拿著繩子的一端,用力甩起來,小球會一直繞著你的手旋轉(zhuǎn),不會掉下來,也不會飛出去。這里的繩子拉力,就相當(dāng)于太陽的萬有引力,一直“拽著”地球,不讓它逃離。
而小球旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的向外的勁兒,就相當(dāng)于地球公轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心趨勢,一直“推著”地球,不讓它被太陽吸過去。兩種力量完美抵消,小球就會穩(wěn)定旋轉(zhuǎn),地球也是一樣,在這兩種力量的制衡下,穩(wěn)定繞著太陽公轉(zhuǎn),不會掉下去!
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本質(zhì)上看,地球其實(shí)一直在“下落”,只是永遠(yuǎn)落不到“地面”!
很多人以為,地球是靜止懸浮在太空里的,但實(shí)際上,地球一直在圍繞太陽做高速公轉(zhuǎn),每秒速度高達(dá)29.79公里,相當(dāng)于每小時(shí)107244公里,比高鐵快100倍,比火箭快3倍!
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按照這個(gè)速度,地球每天能繞太陽飛行257萬公里,一年能飛行9.4億公里,而這種高速公轉(zhuǎn),本質(zhì)上就是一種“持續(xù)下落”,太陽的引力一直把地球往自己身邊拉,地球的公轉(zhuǎn)運(yùn)動,就是在“躲避”被太陽吞噬,相當(dāng)于一邊下落,一邊往前跑,永遠(yuǎn)不會落到太陽上,也永遠(yuǎn)不會脫離軌道!
舉個(gè)例子:如果你站在高樓樓頂,扔一個(gè)石頭,石頭會直線下落,砸到地面;但如果你用力把石頭往前扔,石頭會一邊往前飛,一邊下落,扔的力氣越大,飛的越遠(yuǎn),下落的時(shí)間就越長。
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而地球,就是被太陽“扔”出去的一顆“大石頭”,太陽的引力是“拉力”,地球的公轉(zhuǎn)速度是“推力”,兩者平衡,就讓地球一邊下落,一邊往前跑,永遠(yuǎn)不會砸到太陽,也不會掉出太陽系,這種“持續(xù)下落”,就是地球不會掉下去的核心原因之一!
根據(jù)中國地質(zhì)調(diào)查局公布的數(shù)據(jù),地球的質(zhì)量高達(dá)5.976×102?克,也就是60萬億億噸,這么大的質(zhì)量,能被太陽的引力牢牢“抓住”,足以看出太陽引力的強(qiáng)大,太陽的質(zhì)量是地球的33萬倍,它產(chǎn)生的萬有引力,能輕松牽引著太陽系八大行星,還有無數(shù)小行星、彗星,讓它們都圍繞自己公轉(zhuǎn),不會偏離軌道,更不會“掉”出太陽系!
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托舉地球的不是“向上的力”,而是“兩種力量的平衡”!
太空里根本沒有“向上”的力,托住地球的,是“太陽萬有引力”和“地球離心趨勢”的完美平衡,這兩種力量,方向相反、大小相等,相互抵消,就讓地球處于穩(wěn)定的軌道上,既不會被太陽吸過去,也不會被甩出去!
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牛頓的萬有引力定律,解釋了地球不會掉下去的表面原因,但愛因斯坦的廣義相對論,給出了更深刻、更顛覆的答案:引力的本質(zhì),不是物體間的超距作用力,而是質(zhì)量導(dǎo)致時(shí)空結(jié)構(gòu)發(fā)生彎曲的幾何效應(yīng)!
通俗來說,我們生活的宇宙,是一個(gè)四維時(shí)空,就像一張緊繃的彈性蹦床,原本是平直的;而太陽這樣的大質(zhì)量天體,放在這張“蹦床”上,會因?yàn)樽陨淼闹亓浚选氨拇病眽撼鲆粋€(gè)深深的凹陷,這個(gè)凹陷,就是時(shí)空彎曲,質(zhì)量越大,時(shí)空彎曲的程度越劇烈,太陽的質(zhì)量巨大,所以它周圍的時(shí)空,會形成一個(gè)明顯的“時(shí)空坑”!
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而地球,就像一顆在“時(shí)空坑”邊緣滾動的小玻璃球,它不會直接滾進(jìn)“坑底”,也不會滾出“蹦床”,而是沿著“時(shí)空坑”的邊緣,做自然的圓周運(yùn)動,這不是太陽在“拉”著地球,而是地球在彎曲的時(shí)空中,沿著最短路徑運(yùn)動,我們看到的“地球繞太陽公轉(zhuǎn)”,本質(zhì)上是地球在彎曲的時(shí)空中“自由落體”,只是這個(gè)“下落”的路徑,剛好是一個(gè)閉合的橢圓軌道!
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更神奇的是,我們和地球上的一切,都隨著地球一起,在這個(gè)彎曲的時(shí)空中做自由落體運(yùn)動,就像在平穩(wěn)運(yùn)行的電梯里,你感覺不到自己在高速運(yùn)動一樣,這種持續(xù)的“墜落”狀態(tài),恰恰構(gòu)成了我們穩(wěn)定的軌道運(yùn)行,也讓我們誤以為,地球是懸浮在太空里的!
NASA的 Landsat 衛(wèi)星群,已經(jīng)連續(xù)50多年監(jiān)測地球的軌道變化,這些衛(wèi)星精準(zhǔn)捕捉到地球的公轉(zhuǎn)軌跡,發(fā)現(xiàn)地球的軌道非常穩(wěn)定,誤差不超過1厘米,沒有出現(xiàn)絲毫“墜落”的跡象。
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同時(shí),NASA的旅行者號探測器,在飛向星際空間的過程中,也觀測到太陽系八大行星,都在太陽的引力作用下,穩(wěn)定公轉(zhuǎn),這進(jìn)一步印證了,萬有引力+離心趨勢的平衡,是地球不會掉下去的核心原因!
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根據(jù)NASA公布的觀測報(bào)告,太陽的引力不僅牽引著地球,還牽引著距離太陽最遠(yuǎn)的海王星,讓海王星也能穩(wěn)定公轉(zhuǎn),幾十億年都不會偏離軌道,如果沒有太陽的引力,地球早就會沿著直線,飛離太陽系,墜入漆黑的宇宙深淵;如果沒有地球的離心趨勢,地球早就會被太陽的引力吞噬,變成太陽的一部分!
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如果太陽引力變小,地球的離心趨勢就會大于太陽引力,地球就會逐漸遠(yuǎn)離太陽,軌道半徑越來越大,地球會變得越來越冷,海洋會結(jié)冰,地表會變成一片荒蕪,所有生命都會被凍死。
如果地球公轉(zhuǎn)速度變慢,太陽引力就會大于離心趨勢,地球就會逐漸靠近太陽,軌道半徑越來越小,地球會變得越來越熱,海洋會蒸發(fā),地表會被烤成焦土,所有生命都會被燒死。
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如果太陽突然消失,太陽引力瞬間消失,地球就會失去“牽引”,沿著直線飛離太陽系,墜入漆黑的宇宙深淵,在飛行過程中,會被其他天體的引力捕獲,要么被吞噬,要么變成一顆流浪行星,永遠(yuǎn)在宇宙中漂泊!
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更令人震撼的是,地球的這兩種力量,已經(jīng)平衡了46億年,從地球誕生的那一刻起,它就一直在圍繞太陽公轉(zhuǎn),速度精準(zhǔn)、軌道穩(wěn)定,沒有出現(xiàn)絲毫失衡,這不是巧合,而是宇宙的“精準(zhǔn)設(shè)計(jì)”,也是地球能孕育生命的重要原因之一!
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