Question

地球重达60万亿亿吨，为何能悬浮太空，不掉入宇宙深渊呢？

Answer 1

地球重大60万亿亿吨，这个数字看起来是一个非常庞大的，对于我们来说这个重量是很难拿的起来的，但却能悬浮在宇宙中，绕着太阳日复一日，年复一年的公转，却不会往下掉，是不是很神奇?为什么不掉落入宇宙深空呢？

万有引力定律论证

牛顿发现了万有引力现象，他在1687年给出了万有引力的描述:两个天体之间的引力和它们的质量成正比，与它们距离的平方成反比，写成公式大概就如下:

根据公式可以得到：左边为距离不为0的条件，理解起来并不难，因为r是有一个不为零的正值，所以计算起来也很简单！右边是两者距离为“0”的特殊条件，尽管已经靠在一起，但对于两个天体的质心来说，距离并不为零，而是两个天体半径之和！所以必须要厘清这一点！

对于万有引力定律，大部分朋友应该非常熟悉，两个天体之间的引力和它们的质量成正比，与它们之间距离的平方成反比。在太阳系中太阳的质量远远大于我们地球的质量占真个太阳系的质量的99.86%，根据公式它具有非常强大的应力吸引地球，地球围绕太阳高速公转，形成强大的离心力，离心力和太阳引力的相互抵消，维持着一个平衡，保障了我们地球在宇宙中一直一个很稳定的轨迹运行，并没有出现掉落下去的现状。说到掉下去，真正的下是在哪儿呢？

在太空中，真正地“下”在哪里?

在地面的向下就是根据地球重力的影响，我们的任何的向下都是指向地心的。但在太阳系中就不能这样来理解了，首先我们的参考系不是地球要，参考系变更为太阳，在太阳系中，以日心为参考显然是比较合适的，地球绕着太阳公转产生的“离心力”和引力相等，所以地球遏制住了掉落太阳的趋势（所谓的靠近太阳）。

因此对于地球来说，日心就是地球的下方，为什么地球没有下落是因为地球的公转，如果地球突然降低速度或者不公转了，根据万有引力定律，估计要不了多久，地球就掉入太阳了!那么地球为什么会高速公转呢？

地球公转的由来

在太阳系在八大行星围绕太阳公转，他们为什么会公转？这得和太阳系的形成有着非常重要的关系，太阳系兴城市一个由尘埃和气体组成的星云，在引力的作用下星云收缩形成太阳、行星、小行星等天体。

在太阳形成的形成过程中，科学家们发现为什么就形成太阳这么巨大的庞然大物，八大行星却那么小，他们总结出来几个恒星形成主要的关键条件:

在一个均匀分布的星云中，各种尘埃空气出于引力相对平衡，并不会产生相对运动，更加不会自己收缩，必须存在一种情况就是能量扰动，能做到能量扰动就只有新星爆发等方式可以达成效果。

当一个平衡稳定的星云被打破都在做相对的运动，尘埃收缩迅速扩展，这样就形成高速运动的小行星和恒星。在收缩过程中各个星球寻找到了新的平衡，并在这样的环境中一直长期保持。

宇宙膨胀是目前影响各大行星平衡，太阳也还在不断的变大，地球运行轨道也在不断的缩小，未来地球的生存环境将会受到更大的考验。

首先要明确一个观点就是，重力是怎么来的。我们平常说某某东西有多重，几斤几两，这些都是因为地心引力的作用，才赋予了事物“重量”这个特性。

而地球60万亿亿吨，也只是通过计算它的体积，密度，成分各方面大概得出来的。基于的也是地心引力的这个条件。也可以说是地球相对于自身引力条件下是这个重量。

但是在宇宙中，地球这么重为啥还是悬浮的呢。那是因为没有作用于它的足够大的引力把它拉下去。打个比方，要是某天有个足够大的白矮星路过地球，那地球肯定会被拉过去摔个粉身碎骨。现在地球受太阳引力围绕它旋转。未来太阳光热消耗殆尽就会自我坍塌变成白矮星。那个时候地球就会被吸过去，成为太阳的一部分。

地球重达60万亿亿吨，为何能悬浮太空不掉入宇宙深渊呢？

地球重达60万亿亿吨，究竟是何种神秘的力量控制着它，始终悬浮在太空中，而不至于掉入宇宙深渊呢？这主要是地球受到太阳系中的太阳及太阳系八大行星的万有引力的吸引作用。

这些还得从地球45亿年的诞生说起，地球诞生的时候是什么样子呢?现在,物理学家、天文学家已经给出了大致的说法:在太阳未成形之前,太阳仅是一团气体, 在万有引力的影响下,这团气体收缩、发热,形成太阳,太阳开始燃烧，此时,地球仅仅是太阳之外的一团分子云,随着太阳的燃烧,这闭分子云也开始发热,变成一团岩浆,经过漫长的演化,以及万有引力的牵扯,这团岩浆就形成一个球状的物体。

为什么是球状的呢?大家都知道水滴是球状的,因为水滴表面有张力,而地球是球状的,因为地球有万有引力,如果要使地球的万有引力待得最舒服、能量最小,那么地球必须是球状的。我们看到月亮是球状的、太阳是球状的、水星是球状的、金星是球状的,等等。都是同样的道理。

就这样, 45亿年前,地球诞生了。又过了10亿年,地球冷却了。然后地球上发生了一个非常了不起的奇迹……生物诞生。生物最初诞生的时候,仅仅是单细胞生物,像我们身体里面一个细胞那样大小。

记得17世纪初的1666年的某一天，一颗苹果刚好砸中了一个人的脑袋，进而启发了他，并在多年后提出了万有引力定律，它就是物理学界的鼻祖牛顿。

大家都很熟悉爱因斯坦的相对论,但是对于“相对”二字,人们经常有一种错误的认识,以为相对论说的是空间相对、时间相对、人与人之间观点相对等。其实,相对论讲的并不是这些,而是更加简单的道理。相对论是说,无论是时间还是空间,它们不是死板一块,也不是一成不变的,而是非常像我们之前所说的那块小面团,会随着时间的变化而变化,而且这块小面团如果受热不均,它有的地方就会被发得更大一点、疏松一点,有的地方就发得小一点、紧密一点。这是一种很形象的比喻。在爱因斯坦的相对论中,宇宙就相当于一个面团,空间和时间不是一成不变的、死板的,而是随时在变化的。

爱因斯坦为什么会得出这样的结论呢?这就要追溯到一个更基本、更古老的理论……万有引力。 在牛顿看来,地球能够不停地绕着太阳旋转是因为受到了一个看不见的力的牵扯,这个力就是万有引力。当然,我们感受不到太阳与地球之间的万有引力,但我们可以感受到地球对我们自身的万有引力。 例如,我们不可能跳离地球。我们有时候会开玩笑说,拉自己的头发离开地面,其实这是不可能的,为什么呢?因为地球对我们有万有引力,地球是拉着我们的。

万有引力定律告诉我们宇宙中的所有事物都是相互吸引的，只要有质量便有引力，而质量越大，引力也就越大，太阳的质量远超地球，而且强大的引力无时无刻不在试图把地球吸引过去。因此我们可以认为太阳引力的方向便是地球的下方，我们平时不管是开车还是坐飞机，都能明显感觉到这些交通工具在运动，同样是运动，地球在宇宙中飞行，为何我们丝毫感觉不到呢？其实这就和前面所讲到的万有引力有关了，要知道地球重约60,000,000,000,000亿吨，所以在地球上的所有事物都会被其引力牢牢的吸住。

在地球上的任何地方，不管是南极还是北极，不管是平原还是高山，引力都是朝着地心，这也是在地球上我们能感觉到方向的原因。 当宇航员离开地球停留在太空时，由于没有引力，对于他们来说就是完全失重的状态，这就导致他们只能飘浮在太空中，没有任何的方向可言；这时可能有人会好奇，既然包括地球在内的八大行星都围绕着太阳公转，那太阳岂不是固定不动了，其实太阳也一直在围绕着银河系做公转运动，而太阳系之上的银河系，同样也在围绕着室女座超星系团进行公转，可能将来的某一天人类会发现，宇宙也在围绕着某个更大的宇宙旋转，就是这样一层一层所有的事。都被牢牢地控制着。

万有引力还体现在我们自身的重量上。例如,我现在大概是77千克重,这个数字是怎么来的呢?其实就是地球对我产生的万有引力。 爱因斯坦在万有引力理论的基础上思考:既然万有引力跟物质多少有关,那么空间是不是也跟物质多少有关呢?后来他发现,不仅空间跟我们身体里的物质、跟地球物质有关,而且万有引力也跟空间有关,这样就连起来了。因此,爱因斯坦的相对论不是说某个理论是约定俗成的,彼此之间是相对的,文化、科学等都是相对的,而是说空间和物质、时间和物质之间是相对的,也就是说,物质不是一成不变的,空间和时间也不是一成不变的。 通过发现这种关系,爱因斯坦又发现宇宙是不可能永远静止的。 也就是说,只要有物质存在,宇宙就会发生变化,空间就会发生变化,当然,最简单的变化无非是空间变小或者空间变大。

一开始,爱因斯坦不太相信空间会随着时间变化,后来,到了20世纪30年代,美国天文学家哈勃在加利福尼亚理工学院所属的一个天文台,用一个当时最大的望远镜，发现了两个非常重要的事实，之前，人们对这两个事实都是一无所知的。第一个事实就是宇宙要比银河系大很多,他发现银河系之外居然还有更广阔的天地,更多像银河系一样的结构,更多像太阳一样的恒星。第二个事实就是宇宙空间像烤面包一样不断地在膨胀。

也就是说,万有引力有点像我们看不见的面包炉,一直烤着我们的宇宙,让我们的宇宙不断地膨胀、增大,这就证实了爱因斯坦的理论。 我们应该感到庆幸,万有引力这个东西不像烤面包,它不发热,它是看不见的,但正是由于万有引力,宇宙才得以膨胀,也正是由于宇宙很大,人类才得以出现、生存。如果宇宙只有大爆炸之前的篮球那么大,人类是不可能出现的,因为我们每一个人都比一个篮球要大。 所以感谢宇宙大爆炸,让我们的天地变得非常辽阔。