宇宙中的星球為何都懸浮在太空,而沒有掉下去?

天空之城 2022/07/27 檢舉 我要評論

簡單地回答:在太空中并不存在我們日常生活中所謂的「上下」,就算是星球想掉下去,但往哪里掉呢?

另外,星球所謂的懸浮,也只是我們的一種錯覺罷了。事實上,星球并不是真的懸浮在太空中,而是真的一直在墜落。具體怎麼回事呢?

首先說一下力和運動的關系。古代學者亞里士多德認為,力是維持物體運動的原因,也就是說,物體要想運動必須有力參與進來。

但牛頓第一定律告訴我們,并不是那樣的,運動并不一定需要力的參與,只有運動狀態改變時才需要力的參與。

也就是說:力是改變一個物體運動狀態的原因,而不是物體運動的原因。比如說,只要合力為零,物體就能一直保持靜止或者勻速直線運動。

明白了這點,再來看看星球「漂浮」的問題。

日常我們感受到物體往下掉,那是因為地球引力的原因,我們所說的「下」都默認為指向地心。

上升到太空的高度,地球等天體同樣受到引力作用。比如說地球時刻受到太陽引力,正如我們時刻受到地球引力一樣。所以,其實地球一直在朝向太陽的方向墜落。

不同的是,地球等天體一直在運動中,而且運動速度很快。地球并不是垂直向太陽方向墜落,地球有「切線」方向的速度,所以,地球并不會墜落到太陽上面,而是圍繞太陽運動,看起來像是漂浮在太空。

所謂的「漂浮」只是因為我們生活在狹小空間里的錯覺而已!

而愛因斯坦提出了一個完全顛覆我們傳統認知的時空觀,相對時空觀,重新詮釋了星球的「漂浮」。

廣義相對論認為,時空并不是絕對的,也不是一成不變的,而是相對的。而所謂的引力其實是不存在的,引力只是時空彎曲的表象而已。

任何有質量的物體都會影響周圍的時空,造成時空的壓縮,拉扯。就像彈性布料那樣(實際上用彈性布料詮釋時空壓縮并不嚴謹,只是為了簡單通俗)。當有物體在被壓縮的時空周圍出現時,就會沿著壓縮的時空運動。如下圖:

以三維空間的視角來看,運動的物體走的是曲線,但是從四維時空視角來看,物體走的是直線,也就是測地線(四維時空中兩點的最短距離)。四維時空中的直線與三維時空的直線并不一樣,兩者有本質區別。

所以,從廣義相對論的角度來理解星球的漂浮,其實星球都被彎曲的時空「拖著」,一直在沿著四維時空的最短距離(測地線)運動!

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