翟志刚看见地球悬浮在宇宙中,究竟是什么力量在托着地球?
综述
"我已出舱,感觉良好" ,2008年,一艘中国飞船驶向太空,随着飞船的逐渐稳定,坐在里面的三位宇航员终于长舒一口气。
担任飞船指令长的 翟志刚提前一步打开船舱,成为了第一位出舱活动的中国人 ,他刚刚出舱,就被眼前的一幕惊得说不出话来。
地球再也不是他踩在脚上的样子, 反而成了一颗湛蓝的水球 ,大气层雾气缭绕,让他看不清地表的样子。 地球悬在他的头顶,飞船也悬在他的身后。
初次"上天"的翟志刚心惊胆战,生怕自己下一瞬就消失在宇宙之中。随着飞船的逐渐运动,地球也在他的面前"飘"了起来。
那么,地球真的是悬浮在空中吗?为什么地球不会坠落下去?究竟是什么样的力量,在背后拉着地球?
地球真的悬浮在空中吗?
地球作为我们的母星, 重达60万亿亿吨,照理说,拥有这么大的重量,应该会不断的向下坠落,可地球为什么会安然无恙的"悬"在宇宙中呢?
很多人认为,宇宙是无限大的,因此,地球就算坠落也是无限向下坠落,永远没有尽头。 实际上,地球下面是有东西的,那便是太阳系中最大的恒星——太阳。
太阳的质量高达太阳系总质量的99.86% , 它的强大引力拉扯着太阳系内的所有天体。 我们普遍认为太阳悬在天上,以"东升西落"的方式给我们以白天黑夜,光明黑暗。
但是从太阳系的角度来看,太阳的引力拉扯着地球,因此, 一但地球失去所有的力,向下"坠落"的话,它将被拉向太阳。
既然地球没有"坠落"这个说法的话, 那么现在的地球真的是悬浮在空中的吗?
"悬浮"——一个假象
早在很久以前,人们就对地球所处的空间有了一个相对粗略的概念, 从"地心说"的观点到"日心说"的转变,就是个很好的例子 ,这说明,我们人类已经开始对宇宙有了一个较为宏观的认识和研究。
17世纪,英国数学家艾萨克·牛顿发表了《自然哲学的数学原理》一文 ,阐述了牛顿第一定律和万有引力定律,从此,为力学领域,带来了一阵春风。
在牛顿看来, 力的作用是相互的,在合外力为0的情况下,任何一个物体都会保持径直或者匀速直线运动的状态 ,而且,任何两个具有质量的物体之间都存在万有引力,引力的大小,与这两个物体本身的质量和距离息息相关。
也就是说, 地球上所有的东西都受到了外力的影响,被牢牢"吸"在了地上,这个外力就是万有引力。
然而,对于一个物体来讲, 如果有另外一个力的加入,能够和万有引力相抵消的话,那么这个物体所受的合外力就是0,这时的它就能浮在空中。
牛顿曾做过一个假定性的实验, 他认为在足够高的大山上架设一门大炮,朝着水平方向开炮,那么这枚炮弹将做抛物线运动,因为它有一个向前的动力,也有一个向下的地心引力。
如果炮的威力足够大,炮弹的速度足够快,那么这枚炮弹就会过一段时间才能落地或者永不落地。 经过牛顿的一番测算,认为这个想法是可行的,并且速度为每秒7.9公里,也就是我们今天所说的第一宇宙速度。
按照这个速度飞行的人造卫星,就能在地球的轨道上, 保持相对稳定的状态,而且不会落到地面上。
综上, 地球并没有"悬浮"在空中,它始终都在受太阳的引力而往下"坠",只是因为自身的惯性和太阳引力的相互拉扯,才形成了一个较为稳定的公转状态。
如果在一个偏僻的宇宙中, 周围没有类似于太阳的大型天体,那么地球或许真的会"悬"在空中。
来自太阳的推动力
我们知道, 太阳和地球之间是一个比较稳定的状态 ,那么, 地球受到的推动力,又是哪里来的呢?这就必须谈及太阳的起源了。
46亿年前, 太阳系还是一团只知道自转的星云 ,可是随着时间的推移,它逐渐的成长起来,将周围的星云物质聚集到了自己的身边, 于是,在太阳系的中央形成了一颗炽热无比的恒星——太阳。
太阳继承了太阳系自转的"优点",继续在原地自转, 就像永不停歇的"小彩旗" 一样,随后,太阳系内的物质融合碰撞,在太阳的带领下逐渐形成了八大行星。 由近到远依次是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。
根据角动量守恒的定律,八大行星形成之后,依然跟随着太阳的运动,于是,地球有了一个向前的推动力。 由于太空之中没有阻力,所以,地球在过去的45亿个年头中,并没有损耗太多的角动量,即便没有动力来源,地球也会一直转下去。
综上,地球看起来好像"悬浮"在宇宙中,实际上,是受到了太阳的引力影响,在太阳的运动下"跑圈"。 也正是万有引力和最初的角动量推动着地球的运动,地球才没有"坠"进太阳的怀抱里。
结语
每一位宇航员都是国家发展中不可多得的宝贵财富,他们的每一趟地外远航,都会给我国的科学发展和研究带来巨大的进步, 从以前的航天弱国到今天的航天大国,我们已经无数次在银河中和地球"打招呼"。
翟志刚在宇宙中看到地球"悬浮"在空中,可那时的他又何尝不是"悬浮"在宇宙之上呢?
就像地球围绕太阳进行公转一样,我们的航天卫星,又何尝不是围绕着地球进行转动呢?地球被太阳的万有引力托着,一步步往前走。 我们国家的航天事业,也被这些宇航员和国家托着,一步步走向繁荣。