星球为什么能浮在宇宙中?

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天罗网17
2022-08-08 · TA获得超过6192个赞
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我们人类生活在地球上,这种脚踏实地的感觉可真好。然而地球、月球、金星、水星和太阳等等星球看上去都是“悬浮”在虚无缥缈宇宙中。这些星球都是这么的“重”怎么会浮在宇宙中的呢?我想很多朋友都会有这样的想法,觉得这很不可思议。

关于这个问题,我们不妨反过来考虑,“ 这些漂浮在宇宙中的星球会掉下去么? ”咱们从生活当中最简单的现象开始讲起吧。我们弯腰从地上捡起一块石头,然后只要一松手石头就会掉到地上。我们知道这其中的原因。石头受到了地球的引力影响而掉到了地面上。

如果我们用力把这块石头扔出去,你会发现什么呢?石头会在空中飞行一段距离后才落到地面上。如果我们用更大的力气扔石头呢?很显然石头会飞上更远的一段距离再落到地面上。我们在加把劲扔石头呢?石头是不是飞得更远一些,在空中停留的时间会更久一些呢?为什么会这样呢?我们用更大的力气将石头扔出去,是赋予了石头更快的飞行速度。

你是不是在想,如果我们给石头的速度足够快,它会不会一直飞下去而不会落到地面上呢?这个问题牛顿也思考过。牛顿想啊,要是在高山上架上一门大炮,只要这门大炮的威力足够大,炮弹的速度足够快。炮弹就会围绕着地球不停地做圆周运动而不落到地面上。后人把这门神奇的大炮叫做牛顿大炮。

那么炮弹需要多大的速度才能永远不会落到地面上呢?牛顿计算出这个速度是7.9公里/秒,即第一宇宙速度。当炮弹速度达到7.9公里/秒的时候,它就不会落到地面上了。我们在地面上观察这枚炮弹,它是不是一直“悬浮”在空中了呢?

利用这个原理,我们现在把人造卫星送到了太空中。下一步我们再观察地球上空的人造卫星。人造卫星位于地球上空几百公里到几万公里不等的外太空中。特别是位于地球静止轨道上的人造卫星,它们相对于地面来讲是静止不动的。它们怎么浮在太空中不掉下来呢?原来它们看似不动,实则是在以3.07公里/秒的速度围绕着地球转动。它们跟牛顿大炮发射出去的炮弹一个道理。哪一天如果这些人造卫星动力不足速度降下来了,它们就会坠落到地球上了。

同样的道理,距离地球38.4万公里的月球也是这样的。漂浮在宇宙中的月球也在围绕着地球转动。月球围绕地球的公转平均速度是1.023公里/秒。从地球上看,月球和人造卫星的区别无非就是月球比人造卫星更“高”一些。它们都是在围绕着地球转。如果它们掉下来都是要掉到地球上的。

那么地球、金星和水星等这样的行星呢?它们会掉到哪里呢?很显然,它们是在围绕着太阳旋转。地球围绕太阳公转的平均公转速度是29.78公里/秒。而距离太阳最近的行星,水星的平均公转速度是47.87公里/秒。地球、水星和太阳系内的一切天体看似浮在宇宙中,实则它们都是在围绕着太阳飞快的旋转,就像是人造卫星围绕着地球旋转一样。如果它们的速度不够快就会发生坠落掉到太阳上面。

太阳系中的星球为什么没有掉落到太阳上面呢?太阳系内的天体都会受到太阳的引力影响,有坠落到太阳上的趋势的。因此它们要想不被太阳的引力拉过去,就得保持一定的速度围绕着太阳转。这样星球公转产生的离心力和太阳施加的引力达到了平衡,它们就“浮在”宇宙中而不会掉到太阳上面了。它们也是牛顿大炮打出去的炮弹。

我们搞明白了太阳系中的星球为什么能够浮在宇宙中,那么其他恒星身边的星球也是一个道理的。太阳和银河系中的所有恒星又在围绕着银河系的中心转动。太阳围绕银河系中心的公转速度大约220公里/秒。其它星系的恒星亦是如此。它们同样是牛顿大炮打出去的炮弹。

银河系和附近的星系又受到本超星系团中心的引力影响。据科学家观测,银河系和所在的本超星系团正在以每秒钟600公里的速度奔向宇宙中一个巨大的引力中心。科学家把这个神秘的引力中心叫做巨引源。

宇宙中的星球就是这样一环套一环,环环相套。我们要明白一点,星球并非静止不动的浮在宇宙中的,它们都是在永不停止地运动着的。这就是我们常说的“静止是相对的,运动才是绝对的。”是不是这样呢?一起聊一聊吧!

这个问题还是很科学的,因为它充分体现了科学发现的一个特征:出乎意料。

在我们日常生活中,除了白云和飞鸟,其实很少东西能够浮在空中,飞鸟最终也要落地的,白云也要变成雨滴掉下来。所以在我们的概念中,很多东西都是往下掉的。只有蓝天高高在上,并没有发生其人忧天的那种情况整个天掉了下来。

我们的日常经验是所有的东西,都要到地面上来才会稳定,所有在上面的东西都要往下掉(这也是杞人忧天思考的根据)。

但问题是,为什么我们的经验是这样的?在古代的哲学家看来,同样也是这样认为的。中国人说,气之轻清者上升为天,气之重浊者下降为地。天和地的区分是非常明显的。在古希腊人看来,土和水是向下运动的,气和火是向上运动的。上和下的区分同样非常明显。

天地上下为什么这样区分,这个问题一直到牛顿才被解决掉,那就是万有引力。因为有地球引力的存在,所以,任何的东西被地球引力吸引才会往下降,月球也是被地球吸引住的,大气层实际上也是被地球引力吸附在地面附近。

但这又揭示出另外一个思考的角度。地球引力场的中心只是地球。如果我们跳出地球去看的话。地球实际上是飘浮在太空之中的。当然,地球又在太阳的引力场之中,被太阳束缚住。太阳又在银河系的引力场之中,是银河系的一个成员。引力作用就这样环环相扣,形成了宇宙之中的各种层次结构。所以从中心体来看,所有的物质都是,没有漂浮起来。但如果从中心体之外的去看,所有的物质又都是漂浮在太空之中。所以,是否漂浮,是我们从什么角度去看。

话又说回来,有没有什么天体,不受到这些引力作用呢?在星系之间,有孤独的星球,他们离大的星系都比较远,在星系之间游荡。在更大的结构之间,还有一些孤立的星系,他们也是相当的孤独的。可以说是宇宙当中的漂浮者。

归根结底来说,星球为什么能够飘浮在宇宙之中,因为它们都存在于时空结构之中。这个时空结构,并没有先验的规定上下方向。谁的引力场强,能够吸引住其他的天体,他就可以成为一个中心,规定其他天体的上下方向。宇宙或者说时空结构本身没有方向,是质量也就是引力的存在,才产生了方向。

地球人,醒醒。

为什么星球能浮在空中?这个问题也同样困惑着现代人类,由于人类是生活在地球上的认识物种,一切地球上的各种表象一直忽悠着现在人类的意识。认为宇宙中一切事物都等同于地球上的自然现象,结果出现了宇宙中星系之间悬浮的现象迷惑着人类意识。

宇宙中每一个星球之间真是悬浮的吗?真的是象人类认识的那样吗?事实中我们人类所知道电子总是绕着核子转,它们粒子之间也是有空隙有一定距离的。倘若宇宙中有一种比粒子少亿亿万万倍的物种存在,它们同样会认为电子与核子之间的球体有千万里路远。而我们现在也知道物质是有粒子组合的,以一块石头为例,那块石头平平整整的有千千万万粒子所组成,我们从来没有看见那石头中粒子是有那么大的裂缝,也没有看见那些粒子间有多少缝隙。而比粒子少亿亿万万倍的物种,却认为那核子电子间有不可逾越的鸿沟,甚至它们认为这些粒子球体是神奇的悬浮。这也是人们看见宇宙中各星球之间为什么会悬浮的原因,倘若在世界上有一种物种比宇宙大亿亿万万倍的物种,那么它们用最好的显微镜还要放大亿亿万万倍,也难以在这个宇宙中找到星球与星球之间是否有缝隙,它们只想在我们这个宇宙中钻一个小小的洞,找到一个缝隙点实在难上难,它们用小的微针钻头,都怕把这个宇宙钻裂,那最小的微针规格也相当于宇宙的三分之二大,稍不留神宇宙就破例。这也说明所谓宇宙中星系星球间有缝隙,甚至是悬浮在空中,这也只能是人类与宇宙之间这样的大小比例下的想象而已。

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