愛伊米

地球質量高達60萬億億噸,為什麼能懸在空中而沒有墜落下去呢?

幾千年以來,人類一直被地球強大的引力困在地球上,直到上個世紀才擺脫地球引力登上月球。

地球引力如此強大是因為地球質量很大,達到60萬億億噸,我們很難想象這個數字到底有多大。受制於地球的引力,在日常生活中,我們早就形成了這樣的潛意識:萬物都會向下墜落,墜落到地面上,這很符合我們的生活經驗。

地球質量高達60萬億億噸,為什麼能懸在空中而沒有墜落下去呢?

比如說你向上扔一塊石頭,石頭很快就會落到地面上,而如果石頭沒有落到地面上,肯定嚴重違反人們的日常認知,人們也很難接受。牛頓研究“蘋果落地”的故事,也是同樣的道理。

不過隨著現代科技發展,如今我們知道地球在浩瀚宇宙也非常渺小,甚至連一粒塵埃都算不上,那麼地球為何能懸浮太空幾十億年而沒有墜落下去呢?

我就用最通俗的語言來詮釋這個問題。

首先,我們需要明白“墜落”的概念:到底何為“墜落”?

簡單講,有引力(力)就肯定會有墜落的趨勢或現象,或許墜落現象並不直觀明顯,但墜落趨勢肯定是有的。

如此說來,太陽對地球的引力很大,那麼地球為何沒有墜落到太陽上面呢?

還用現實中的生活經驗舉例子。比如說前面所說的“扔石頭”,現實中無論我們如何扔石頭,石頭始終會墜落到地面上。

但你會發現一個事實:如果你加大力氣扔石頭,石頭都會飛得更遠。那麼問題來了,假設你的力量無窮大,隨著你扔石頭的力氣越來越大,石頭會飛得越來越遠……

地球質量高達60萬億億噸,為什麼能懸在空中而沒有墜落下去呢?

由於地球有有限大的,是有一個球體,最終肯定存在那麼一個臨界點:那塊石頭繞行地球一圈,然後落到你腳後跟下面(假設地球是完美球體,理想情況)。

那麼接下來一旦你的力氣超過臨界點,會發生什麼呢?

相信你肯定知道了:石頭就不會墜落到地面了,而是一直圍繞地球執行,實際上就成了地球的一顆衛星!

地球質量高達60萬億億噸,為什麼能懸在空中而沒有墜落下去呢?

但是,即便石頭不會墜落到地面上,但不可否認的是石頭一直在朝向地球墜落,始終有墜落的趨勢,只不過由於石頭速度夠快,加上地球是圓形的,石頭墜落的弧形與地球球體弧形正好一直,所以石頭不會墜落到地面上。

實際上,以上也正是“牛頓大炮”的設想。

地球質量高達60萬億億噸,為什麼能懸在空中而沒有墜落下去呢?

而相對於太陽來講,地球就是上述的那塊“石頭”,太陽就是“地球”。實際上地球一直在朝向太陽墜落,但由於地球速度夠快,地球始終不會墜落到太陽下。

地球質量高達60萬億億噸,為什麼能懸在空中而沒有墜落下去呢?

而由於萬物之間都存在引力,所以墜落一直在發生,但這並不代表一直會墜落到某個星球上。

用更專業的術語來講:其實地球一直在太陽引力和慣性力的作用下,沿著一條弧線不斷向著太陽墜落,而這天弧線的弧度恰好與太陽這球體的彎曲弧度基本一致,所以地球不會墜落到太陽上面。

地球質量高達60萬億億噸,為什麼能懸在空中而沒有墜落下去呢?

最後再說一點,地球上空的空間站其實也是一直朝向地球墜落,說白了就是做“自由落體”運動。空間站裡的航天員之所以處於失重狀態,就是因為他們一直在做自由落體運動。

本質上講,航天員在太空的感受與我們從2米高的牆上跳下去的感受是一樣的,都是自由落體運動,只不過從牆上跳下去對自由落體的感受時間太短而已,如果你力氣足夠大,跳的速度足夠快,同樣能像航天員那樣感受自由落體!