地球只是宇宙中的一个小点,如果你真的有兴趣去探索宇宙的其他地方,就需要用到另一个基本的物理规律:万有引力定律。
这是现代科学中最重要的一个定律之一,它描述了物体之间的引力与距离之间的关系。
虽然万有引力定律已经在宇宙中得到了广泛应用,但是它还有一个隐藏的问题。
例如,地球实际上是漂浮在宇宙中,还是它只是一个“固体”?这就是我在文章中要讨论的问题。
对于那些知道万有引力定律的人来说,这并不是一个很难回答的问题。但是如果你不知道万有引力定律,你就很难理解为什么会发生这种现象。
所以让我们从最简单的问题开始:如果你问我,为什么星球可以漂浮在宇宙中,我会告诉你答案是:因为它有一个引力质量。
万有引力定律这是现代科学中最基本的物理定律之一,它描述了两个物体之间的引力与它们距离的平方成正比。
如果我们把这个定律应用到宇宙中,我们就可以理解为什么有一些星系,比如银河系,是一个非常巨大的天体,但却漂浮在宇宙中。
所以如果你想理解这一点,你需要了解一个很重要的事实:在宇宙中,任何东西都不可能处于静止状态。
这意味着无论我们如何移动我们的身体和我们的星球,都必须让它们保持在一个运动状态。
这个问题是有原因的:如果我们移动任何东西,它都会把它拉向另一边。
这就是为什么我们需要知道万有引力定律,这样我们才能理解为什么物体可以漂浮在宇宙中。但对于地球来说,要让它静止在宇宙中,则需要一个质量。
我们为什么要谈论引力质量?如果你还记得我们在之前讨论的问题,那么现在你就能理解,为什么我们需要把万有引力定律与质量联系起来了。
让我来解释一下为什么我们需要把万有引力定律与质量联系起来,而不是与距离联系起来。事实上,当我们说“引力”的时候,它指的是“一种力量”,但你也可以说它指的是一种“物体的质量”。
这就是为什么我想强调说:万有引力定律需要与物体的质量联系起来。
然后我想提到一个问题:当我们谈论“物体的质量”时,我们到底在谈论什么?对我来说,物体的质量指的是物体之间引力和距离之间关系的度量。
例如,你可以把一个球放在一个大木块上,然后把它放在一个小木块上。但是如果你把它拿下来,你会发现它会掉下来。
这是因为如果你拿着一个小木块,那么小木块对它周围空气中的空气压力会使它变得更轻,从而使它掉下来。
然而,当我们谈到“物体”时,我们指的是物体本身。
当你把一粒沙子放在一个杯子里时,你不会发现水流动起来了。这就是为什么我强烈建议你不要把“物体”和“物体质量”联系在一起。
因为如果我们要谈论质量和距离之间的关系,我们就需要知道它们之间到底有多大的关系。
什么是引力质量?如果你认为引力质量只是一个物理量,那你就错了。
它也是一种力,而且是一种非常强大的力。事实上,引力质量与任何其他物理量不同,因为它并不像电荷和动量那样有规律地随时间变化。
如果你把一个物体扔到一颗恒星上,那么它会因为受到恒星引力而保持在原来的位置上。这是因为它会受到恒星质量的引力作用,就像我们在地球上看到的一样。
这是因为地球的引力也会让这个物体以这种方式运动。
尽管引力质量具有如此强大的力量,但我们并没有看到它对宇宙有什么影响。原因是:
如果你想知道为什么其他行星总是围绕着太阳公转,那么你必须假设它们有一个引力质量。实际上,太阳本身也是由一个质量为1×10^{-35}\ cdot 10^{-35}\ cdot质量为1×10^{-35}\ cdot 10^{-35}的行星围绕着它转动的。
在回答这个问题之前,让我们先来看看“引力质量”。你可能还记得,当你的汽车抛锚时,如果你踩刹车,它会以一定的速度旋转。
这就是因为当你踩刹车时,你的车就开始旋转,因为汽车内的物质对它产生了引力。
但实际上,我们并不是在踩刹车,而是在加速。也就是说,我们的车会以一定的速度旋转。
在这个过程中,汽车的质量会发生变化。而这个变化就是万有引力定律中所说的质量效应。
但是当汽车以一定的速度旋转时,这个引力就会减少到一定程度。例如,如果一辆车以1/4个光速的速度旋转,那么它所产生的引力将会是1/2个光速产生的引力!
这就是为什么汽车在离开地面时会开始旋转。而当它开始旋转时,它所产生的质量会减少到一个临界点,我们称之为“引力质量”。最后一个临界点被称为“失重”(因为没有重力)。
宇宙中的其他星球除了我们现在看到的行星,我们还有其他星球。
事实上,地球是唯一一个完全漂浮在宇宙中的星球。如果我们从地球出发,它将会比太空中的任何星球都要远得多。
事实上,你甚至可以看到那些离我们更近的恒星,而它们的质量比地球大得多。
如果你从另一个角度来看地球,你可能会认为它是一个巨大的圆盘。虽然它仍然在围绕着太阳旋转,但它的质量要小得多。
但是在太阳系之外还有大量的其他星球。
例如,系外行星,或称为类木行星(木卫一),可能具有类似地球的特征:它们是气态行星或冰巨星,在它们身上有大量的水。
但是由于它们没有足够的引力来保持自己稳定,所以这些类木行星实际上是漂浮在太空中的。
我们知道我们在太阳系内看到了大量这样的行星:木卫一就是其中之一。但是地球上还有一个巨大的、古老的、围绕着它旋转的卫星——地球。
虽然我们不能把地球与地球上所有其他星球进行比较,但它与木卫一有很大的不同。
从木卫一上看地球只是一个小点;但如果你把它放在太阳系中,你会发现它实际上是一个巨大而古老的行星。
地球为什么不会沉下去?除了上面的那些例子,还有另一个例子可以说明地球为什么不会下沉。与其他行星相比,地球是唯一没有被巨大引力拉扯的行星。
科学家们已经确定,如果地球和其他行星之间没有足够大的距离来产生引力,那么地球将被撕裂。
所以你可以想象一下:如果地球与其他行星之间的距离非常大,那么当地球和其他行星之间的引力足以形成一个完美的离心力时,这两颗行星都将被撕裂。
在太阳系中,科学家们已经发现了大约30颗卫星,但是没有任何一颗卫星能够形成完美的离心力。
所以我们可以得出一个结论:要形成一个完美的离心力需要非常大的距离。
当我们谈到星球时,我们实际上在谈论它们所占据的空间。但是这并不意味着行星是完全被“包围”在宇宙中。事实上,它们都处于一个“包围”状态。
因为如果你想让某个物体远离你,那你必须把它放在一个非常大的地方。虽然这样做不一定是完美的,但至少可以消除大多数不完美。
所以当我们谈到地球时,我们实际上是在谈论一个巨大的空间——当然是被包在一层厚厚的“气体”中。
资料来源:《中国国家天文》