翟志剛怕地球跑了!地球重達60萬億億噸,為何還能懸在太空中

如今人類的腳步已經到達了月球表面。隨著航天技術的發展,未來人類還將踏足火星以及更遙遠天體的表面。但是短期內人類還沒法完全脫離地球的引力束縛,即使是距地幾百公里的空間站,也處於地球的引力範圍內。

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地球質量那麼大,為什麼能處於漂浮狀態?

宇航員在空間站有一項任務,就是出艙活動。出艙跟處於空間站內,是截然不同的兩種感受。

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翟志剛在神舟7號任務期間,執行了出艙任務,返回後接受採訪,被問及到感受,他稱地球就在上方飄著,看著頭頂的地球都有些害怕,怕地球飄走了跑了。

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地球在宇宙中確實處於漂浮狀態,但是它不會輕易跑掉。在太陽的引力束縛下,地球以每秒30公里繞太陽轉動。如果不從太空中觀察,確實看不出地球漂浮的樣子。

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很多人感到好奇,地球重達60萬億億噸,為何還能懸在太空中?而在地面上想要浮起來都是一件十分困難的事情。地球之所以飄著不會亂跑,在於被太陽的巨大引力牽引住了。這一點最早是英國物理學家牛頓認識到的,他還發現了萬有引力定律。

廣義相對論的提出解釋了引力本質

那時人們只是認識到了引力現象以及作用規律,對於這種相互作用的來源,不知道具體產生機制。愛因斯坦提出狹義相對論之後,人們對高速運動領域有了全新認識。

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後來他將引力考慮進去,提出了愛因斯坦場方程,這個方程將引力和時空扭曲聯絡起來。人們認識到了引力並不是一種能夠感知到的作用力,而是時空扭曲的效果。在大質量天體附近,時空彎曲程度更大,處於其中的物體,在這種彎曲空間中會朝著中間天體運動。

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而之所以地球沒有掉向太陽,在於地球圍繞太陽運動需要力來保持這種狀態,引力正好起到了這樣的效果。不過要想觀察到空間彎曲的表現,一般天體還難以達到要求。太陽的體積質量足夠大,然而密度卻很小。黑洞中子星這樣的高密度天體,引力的作用範圍更大,在其周圍有著明顯的彎曲效應。

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黑洞的彎曲程度足夠高,以至於光線都無法逃離。縱使宇宙中有數以千億計的星系,實際上,星系之間的距離很大,看起來十分空曠。這些地方沒有天體彙集,存在黑洞也觀察不到效果。在這樣的空曠之處,天體不受引力束縛,朝著原來運動的方向一直前進,算得上真正漂浮在宇宙中。

天體漂浮在宇宙中是由什麼支撐著

從另一種角度來看,不管是萬有引力定律還是廣義相對論,都沒有對天體的漂浮本質做出解釋。地球圍繞太陽繞轉,只是一種運動表現。太陽系飄在宇宙中,實際上是在圍繞銀河系中心運動。銀河系在宇宙中又是一種什麼狀態呢?是什麼東西支撐銀河系不往下掉落呢?

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或許其中包括人類未認識的東西,比如說暗物質。人們透過觀察和計算,得知有暗物質的存在。但對於暗物質是一種什麼樣的狀態,以及它有什麼性質,就沒多少了解了。

而且人類也無法直接研究暗物質,暗物質在人類看來就是真空。真空等同於一種虛無,虛無自然沒法進行研究。

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人類想要認清宇宙的本質,存在很多限制之處。探索太空的範圍,也被限制在太陽系之內。對於太陽系之外的宇宙空間,連獲取資訊都沒有途徑。人類要想走出太陽系,還是得對時空的本質有更深刻的認識。