就我们有限的经验来说,一个没有任何支撑的物体在自然环境下一定是会发生位移的,如果密度很低,它可能就会像蒲公英或者气球一样被热空气带走。
如果密度超过了空气,就会因为重力掉落地面,形成了这样的认识之后我们再看到太空中的地球时,第一反应就是它是怎么飘起来的,为什么没有下坠呢?
按照我们了解到的数据,地球可是一个重达到60万亿亿吨的大家伙,难道它有什么特殊的地方是我们不知道的吗?
万有引力
其实我们在接触到更多的天文知识之后就会发现,地球不是唯一一个漂浮在太空中的天体,几乎所有我们从可观测宇宙当中看到的星球都是这样。
远的不说,地球所处的太阳系就是一个最好的例子,不管是我们的卫星月球,还是中心的恒星太阳,质量更轻的或者是更重的都是如此,所以很明显,
这种状态跟质量没有太大的关系,要想解释天体的漂浮状态,我们首先要了解一个名词,那就是
万有引力。
按照万有引力的解释,
这是一种普遍存在于物质之间的力量,任何两个有质量的物体之间都存在着吸引力,把他们的中心连起来就能推断出这个力的作用方向。
既然提到是有质量的物体才会有,那很明显,万有引力直接跟质量是相关的,
质量的大小其实也就决定了这个力本身的大小,质量越大,这种作用也就越大。
当然,还有一个条件也是非常重要的,那就是
距离,两个十万八千里远的事物之间基本上也就不存在什么引力了,在其他条件相同的前提下,
物体之间离得越紧,它们的引力也就越大。
但是我们依然会把地球的情景带入到万有引力的例子当中,比如我们会发现,
气球在不同的天气状况中移动的速度是不一样的,空气的密度和湿度等等都有影响,那么
引力作为物体之间的作用,是不是也会受到这种介质环境的左右呢? 比如如果是密度比较大的介质,这种引力作用可能就会被中断或者被削弱,而如果是比较小的,像是太空的真空环境这种,应该就不会产生阻力什么的,但是科学研究证明,这种说法是没有事实依据的。
万有引力的大小跟介质环境本身的性质没有相关性,不管是真空还是非真空,密度大还是密度小,都不会出现任何差别。 在万有引力的理论诞生之前,我们也无法解释这些天体是如何保持一个相对稳定的状态在太空中活动的,或者更准确地说,
我们用万有引力解释了地球环境中的物体状态,但是却没有想到它也适用于整个太空中的天体。
这一切都要归功于伟大的牛顿,是他第一次突破了这个瓶颈,带领人类重新认识了宇宙,让我们意识到,原来发生在地球上的规律其实也是适用于宇宙本身的,二者之间其实是可以统一在一起的。
宇宙的关联
从这里开始,也才有了所谓的经典物理学,并在其基础上慢慢发展到今天,我们已经借助万有引力实现了对太空的进一步探索。
如非如此,谁能想到,
那些天体的运转和活动其实也是符合力学规律的,是可以被我们计算出来的呢? 其实这个规律的发现不仅让我们解释了当时的天文发现,比如各个天体彼此之间是如何被联系在一起的,同时也让我们可以从一些难以解决的疑惑中发现新的天体。
比如按照计算,这个地方其实应该还有一个某个质量的天体存在,但是实际的观测却还没有进行到这一步,如此就能指导我们发现新的星球。
而且越是在这种追索中,我们越是发现万有引力的强大之处,它就像是一个隐形的架构,在我们看不见的地方把太空中的事物都安置妥当,只是我们受到技术的限制,无法纵观全局而已。
其实我们的经验本身也是缺少反思的,所谓的没有支撑,其实只是在一个力的结构中失去平衡;所谓的坠落到地面,其实本身就是万有引力的一种,也就是地球自己的重力作用。
万有引力就好像地球上的空气一样,无处不在,而且最令我们觉得神奇的其实不该是这种漂浮的状态,而是
它让整个宇宙所形成的这种稳定的平衡状态。
想想我们平时要想扶住一个喝醉酒的人本身就是很困难的一件事,更别说万有引力能够将这么多大小不一的天体之间达成相安无事的情形,实在可以称得上是一门艺术。
另外,
万有引力的工作内容还不仅限于平衡,它也是所有这些天体运转的动力来源。
以太阳系为例,月亮绕着地球转,地球绕着太阳转,太阳系绕着银河系转,银河系又绕着更大的星系团转,这一层一层的运动关系中都有万有引力的参与。
有时候它好像只是两个点之间的一种作用,有时候它又似乎是串联起宇宙所有事物的一根无形的线,而背后牵动它的究竟是谁,也是困扰人类数千年的疑问。
结语
总之,万有引力是地球漂浮在太空的根本原因,如果没有它,我们的宇宙也许就不是现在这样井然有序的状态,而是碰撞不断的一片混沌了。