地球重达60万亿亿吨,为何能在太空悬浮,不坠落宇宙深渊?

人类整个进化历程全部都是在地球表面上度过,自然难以理解地球“悬浮”在太空中是一种什么状态。早期人类不知道地球为什么有吸引力,只知道不能去高处因为容易坠落受伤。

早期人类对于我们生活的大地并没有球形的概念,认为是无边无际的平台,在公元前5-6世纪数学家-哲学家毕达哥拉斯提出地球是圆的假说,当然他也并没有发现什么证据,只不过从数学的角度来看球形应该是最完美的。

毕达哥拉斯提出这个假说之后,在一次课堂上还受到了同学的质疑嘲笑,如果我们生活的大地是球形的,那么对面的人是头朝下岂不就掉下去了。现代人对于这个问题可以很好地解释,地球另外一半上的人也没有头朝下,因为在宇宙空间中没有上下之分。但是在那个时代,毕达哥拉斯被难住了,如果大地是球形,那么另外半球的人该如何生活?

随着科学技术的发展人类对周围环境的认知也越来越完整准确。

牛顿在17世纪横空出世,在物理、数学、光学甚至是经济学上都取得重要成就,当然也发现万有引力定律,认为月亮高悬夜空以及让苹果瓜熟蒂落的力本质上是相同的,都是万有引力的效果。

在这里我们用“牛顿大炮”的理想实验来说明月亮是如何高悬夜空的。牛顿曾研究过这样一个理想实验,在地球上有一座高山,放上一个无限动力的大炮。平抛运动大家更该都学过,一个小球平行抛出,初速度和距离地面的高度决定小球飞出的水平距离。

当山的高度一定,那么随着这个大炮射出炮弹的初速度不同,炮弹飞出去的距离越来越远,当水平距离超过地球的半径,那就会出现一种特殊的情况,这颗炮弹一直有下降的趋势,但是却永远都落不到地面之上。

那么结论就出来了,并非是炮弹悬浮在那里,而是一直都在“下降”的过程,只不过永远都落不到地面之上。

同样的道理,地球看起来是悬浮在宇宙空间中,但实际上并非如此,它也一直在绕太阳公转,想要一头落在太阳表面,但是却永远都实现不了。如果有一天地球停止公转,那么它就不会再“悬浮”,而是一头扎进太阳的怀抱。

前边提到了宇宙空间并非是像地面上有前后左右上下之分,宇宙中并没有下,但是根据地球表面上的下来定义,地球悬浮在宇宙中的下就是受到万有引力的方向,也就是和太阳连线并指向太阳。问题中所说的宇宙深渊应该也就是受到引力的方向。

在不同层次的天体系统中,都有各自的“方位”,例如地面上的下指的是地心方向,地球的下指的是太阳方向,整个太阳系的下就是银河系中心的方向,而银河系又在高速向着巨引源狂奔,那里可以说是宇宙深渊。

牛顿发现万有引力定律,但是爱因斯坦的广义相对论从更加本质的角度诠释了引力,广义相对论的核心就是时空弯曲,而引力就是时空弯曲的外在表现。

总结起来就是:时空告诉物质如何运动,物质质量告诉时空如何弯曲。

那也就意味着地球正在弯曲的时空中“沿直线运动”,之所以是椭圆轨道,只不过是时空发生了弯曲而已。宇宙中并没有所谓的深渊,天体运动只受到万有引力影响,和地球表面物体向下坠落是相同的道理,都是受到引力作用。

文/科学黑洞,图片来源网络侵删。