重達60萬億億噸的地球,為什麼沒有撞向太陽,反而懸浮在太空中?
一七九七年英國化學家、物理學家卡文迪許通過測定萬有引力常數,計算出了較為精確的地球質量,也就是我們現在常説的六十萬億億噸。那為什麼質量如此巨大的地球能夠一直漂浮在宇宙中呢?
我們得先從經典物理學的角度説起,牛頓可以説是現代科學的奠基人,他的主要成就就是力學的三大定律和萬有引力定律。牛頓發現的萬有引力定律,將引力視作一種無視距離的瞬時力,物體質量越大產生的引力也越大,小質量物體會自動被大質量物體所吸引,比如質量較小的月球繞地球公轉,地球繞太陽公轉一樣,當物體速度超過第一宇宙速度時,就能在地球表面做圓周運動,必須具備的發射速度大約為每秒七點九公里,衞星和探測器的原理就是如此。
由於普通人並沒有科學家那般的宏觀視角,因此在生活中人們就會形成了萬物都會向下墜的錯誤理解,地球也是如此。可實際上真是這樣嗎?當然不是,因為宇宙中並沒有任何力拽着地球向下墜,再加上宇宙本身就沒有上下左右這種簡單的概念,如果非要下一個定義,那就是在地球其實是在朝着太陽下墜。
愛因斯坦認為,月球之所以會繞着地球轉,主要是因為質量更大的地球壓彎了周圍時空,而且月球是沿着時空的測地線在運動,這裏的測地線指的就是月球和地球這兩點之間的最短距離。按照廣義相對論,光在宇宙中並不是按照直線飛行的,而是嚴格按照測地線飛行。
在正常情況下,太陽那極強的引力會拉扯周圍小質量星球,直至他們墜入太陽。可事實上這種情況並沒有發生,原因就是圍繞太陽運行的八大行星或其他天體,它們既在公轉又在高速自轉,通過運動產生了極強的離心力,跟太陽的引力形成了一種微妙的平衡,所以才不會墜入太陽被吞噬。
雖説太陽質量的確很大,但是在茫茫宇宙中還有其他比太陽更大的星球,比如太陽系就在圍繞着銀河系中心的超大質量黑洞公轉,銀河系圍繞室女做超星系團質量中心公轉。而且越往上走,一個層級公轉時間就越長,而太陽系繞銀河系公轉一圈至少就需要長達兩億多年。從這個角度來看,我們不難發現,其實整個宇宙就是一個在不斷運行的空間範圍,所有的星球和星系都在進行着運動。
暗物質和暗能量的影響
當然不少科學家對於地球漂浮在宇宙中有其他看法,這些科學家認為引力只是其中一個因素,另一個重要因素則可能是暗物質和暗能量。雖説暗物質和暗能量無法輕易發現,我們現在還沒有發現捕捉到暗物質,但是其存在早已被科學界證實,而且能夠從宇宙中的各種現象感受到它們的存在。
從很早的時候開始,科幻電影就不斷利用多元宇宙來當作題材。比如李連杰的《宇宙追緝令》,口碑頗高的《彗星來的那一夜》,都為不少觀眾展示了多元宇宙的奧妙。如果未來科學家能夠證實多元宇宙的存在,那麼就有可能我們所在的宇宙以及其他多元宇宙都在相互影響,甚至有可能是圍繞着一個真正的世界中心運動。
正是由於萬有引力的存在,整個宇宙都處於一種動態的運動平衡狀態,我們的宇宙才能夠穩定存在。地球是一座美麗的孤島,而宇宙神秘又遙遠,這種神秘感對人類有着致命的誘惑力,人類從未停止過對宇宙的探索,