原標題:地球質量高達60萬億億噸,爲什麼可以飄在太空中,而不墜落呢?

當從太空中看行星等天體,或者在太空中拍攝的天體照片,感覺好像包括太陽地球等天體都是飄浮在太空中一樣,但其實地球等天體的質量非常的大,爲什麼它們能夠不墜落的飄在太空中呢?

要知道,地球的質量是非常龐大的,現在全球總人口差不多70億左右,計算按平均體重每個人65公斤來算,光人類就已經有4550億千克了,但也才4.55億噸,而1798年時,卡文迪許通過測定萬有引力常數,計算出地球質量差不多是(5·965*10的24次方)千克,粗略換算一下,地球的質量竟高達60萬億億噸。

其實按照我們日常的經驗會知道,在地球上,物體質量越大就越難飄浮在空中,之所以飛機能飛在空中,火箭能發射出地球,都是因爲有力支撐它們能飛起來。那地球質量如此龐大,是什麼力量讓它可以實現飄浮在空中呢?

要清楚這個問題,不得不先從牛頓說起,他提出了力學的三大定律和萬有引力定律。萬有引力中描述了引力其實是一種無視距離的“瞬時力”,而且質量越大的物體,它的引力就會越大,所以說質量小的物體會被質量大的物體的引力所吸引。同時,在他力學定律裏,假如發生物體不受力,或者所受到的合力是零的時候,物體就會保持靜止或者勻速直線運動狀態。

我們之所以覺得物體都會往下墜落,其實就是受到生活常識的影響,因爲在地球上,我們會同時受到地球的引力和地球自轉向心力的影響,同時它們的合力是垂直向下的,也可以這麼說,就是日常所說的重力就是引力抵消向心力。當我們拋東西或者跳起來的時候,纔會感覺有個向下的力,理所應當地就認爲物體都會往下墜落。

按照萬有引力去思考的話,那天體之所以能夠飄在天空中,是因爲各個天體的引力互相作用。但由於牛頓時期的侷限性,他並沒有弄清楚引力的來源,而只是把引力看作是一種固有屬性。直到當愛因斯坦開始將引力納入他的狹義相對論中,推導出了廣義相對論,這才明白了其中的奧妙。

愛因斯坦在狹義相對論中認爲人類是生活在一個四維空間裏的,時間和空間應該一體並稱時空,之後更是將引力納入研究,推導出廣義相對論,認爲引力其實並不存在,所謂的引力現象,其實它的本質是時空的彎曲。

按照愛因斯坦的理論,地球等天體其實並沒有飄浮在天空中的,因爲太陽的質量超過了太陽系其他天體的質量總和,更是佔到了太陽系總質量的99.86%,所以在太陽系的天體包括地球,其實都是一直在向太陽墜落的,是受到太陽質量造成的時空彎曲所影響的。之所以地球沒有跌落,是因爲地球在進行公轉時產生了足夠的離心力,可以平衡太陽造成的時空彎曲。

而且其實我們可以看到地球是繞着太陽在不斷運動的,就包括太陽系也是在繞着銀河系中心不斷運動的,由於質量大的天體壓彎了周圍的時空,導致周圍的天體會沿着測地線進行運動,同時也不是想象中的壓彎時空只是在平面上壓出了凹陷,而是形成了一個全方面的源點,會吸引360度的物質靠近。

相關文章