【科普】為什麼星球都能懸浮在宇宙中?答案其實很簡單,扔塊石頭就知道了

天空之城 2023/01/14 檢舉 我要評論

綜述

在古時,幾乎所有人都認為地球是一個平面。「天圓地方」在那時就是一個常識性的知識,直到人類開始大力發展航海事業,才逐漸發現地球竟然是一個圓形。這讓許多人倍感不解: 為什麼我們可以安然無恙的站立在一個圓形之上而不會掉落摔倒呢?

更讓人費解的是, 人類在探索宇宙的過程中發現我們的星球是漂浮在宇宙空間當中的。為什麼地球可以在空間當中漂浮而不下墜到深處呢?要解釋這樣的問題其實很簡單,只需要扔一塊石頭,就可以理解其背后的奧秘。

牛頓與萬有引力

相傳 牛頓在中午在果園中休息的時候,被一顆掉落的蘋果砸中了腦袋,這也讓他思考:為什麼蘋果會垂直掉落到地面,而不是在空中亂跑?帶著這個問題,他開展了一項對后世影響極大的研究——萬有引力。

牛頓認為這宇宙當中所有的物質都具有著引力,而引力的大小與物質本身的質量有著正相關的關系, 我們人類的質量相較于地球是極小的,所以可以被牢牢吸附在地球表面,而不墜落滑倒。

同理而言,地球也被宇宙當中其他的引力源所吸引,周而復始的做著規律性的運動。

牛頓這樣的說法 在當時被抨擊為異端學說,不過隨著科學技術的進步與發展,我們逐漸意識到了牛頓學說當中的準確性。但也有人認為,我們人類之所以可以站立在地球表面,是因為直接接觸到了地球表面感受到了直接的引力。

那麼地球在宇宙空間當中,并沒有與其他星體產生直接接觸,它又為什麼沒有掉落到更深的宇宙空間呢?

用石頭解釋問題

其實, 想要解釋這個問題的話,我們用一塊小小的石頭就可以做到了:如果我們把一塊石頭拿起,最后松手的話,石頭會在很短的時間內下落,直接墜到地面。這是因為石頭本身受到了引力的影響,引力為石頭提供了一個下墜的動能。

如果我們將石頭拿起之后并不直接松手,而是將其向既高又遠的地方拋出,那麼這塊石頭會在空中劃過一道優美的弧線,隨后再掉落到地面。相較于直接松手,這塊石頭的空中運動時間以及軌跡無疑是更大的。

從這個實驗中我們就不能看出: 物質受引力的影響并不是絕對的,而是會被自身的動能所影響。我們在拋出石頭的時候,為其增添了向上向前的動力,所以這塊石頭就可以在短時間內不受到引力的影響,按照自身的運動勢能前行。

這種現象被科學家們稱之為「飛行速度」,如果一個物質自身的運動速度較快,那麼它完全可以忽視相關的引力結構而形成穩定的運轉勢能。

宇宙中探測器的穩定性

就拿宇宙當中的探測器舉例, 人類所發射的探測器相較于地球本身是靜止的,但它們又隨著地球而運動,這也就意味著探測器在運動的過程中可以忽視地球的引力勢能,而維持自身既定的軌跡。

想要達到這一點, 有關探測器就必須將自己加速到逃逸速度以上,所謂的逃逸速度就是指物質擺脫引力源所需要的速度,人類的探測器在高速運轉的過程中逃離開了地球的引力,漂浮在大氣層之上監測地球上的各項數據。

如此一來,我們完全可以把地球本身看作是一個天然的探測器,而太陽就是屬于這個探測器的引力源。在地球運轉的過程中,太陽給予了地球一定的引力,而地球自身的動力勢能讓它可以配合這種引力,對太陽進行規律性的長期公轉。

所以地球本身是不會在浩瀚的宇宙空間中突然下墜的。 在幾十億年的發展之下,地球早已和太陽搭配,形成了一個較為穩定的天體結構。

天體的漂浮

地球既然是受到太陽的引力以及自身的運轉,才在宇宙空間中保持穩定,那麼太陽以及與太陽類似的大型天體又是受到誰的影響,才維持住自身的狀態的呢?

對于這個問題, 科學家們也一直在進行研究,目前主流的學說認為在宇宙當中有一個巨大的引力源.

這個引力源極為巨大, 可以致使其周圍幾百萬光年內的天體都受其影響,太陽也是被這個引力源所影響的天體之一,因此才能夠保持在宇宙當中的穩定性。該引力源也被人稱之為是「 巨引源」。

可以說宇宙當中所有天體的穩定都與這個巨型引力源有著直接聯系,只可惜到目前為止,我們人類還沒有發現有關于該巨型引力源的任何信息,只 能憑借物理學上的知識對其狀態和存在進行一個合理的猜測。

不少人認為,如果這個巨引源在未來發生變故,那麼 我們宇宙當中的絕大部分天體都會處于一個失衡的狀態,從而導致它們在宇宙空間之內肆意沖撞,嚴重的星體碰撞和爆炸也會變得極為頻繁。

結語

科學的發展本來就是一個推翻與創新的道路, 隨著我們認知的發展,固有的觀念也勢必會一次又一次被刷新。

牛頓之后,必然會有下一個牛頓,到那時,我們人類對于宇宙當中的認知將會上升到另外一個維度, 各種天體之間的規律和運轉,也將不再那麼神秘。只希望那一天可以快點到來,讓我們人類盡早了解到這片神秘的宇宙空間。

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