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在神舟13號飛行任務(wù)中,中國太空漫步第一人翟志剛,和中國首位出艙的女航天員王亞平,一起完成了本次任務(wù)的第一次出艙。

翟志剛:真怕地球飄跑了,地球重60萬億億噸,為啥能飄在太空?

 

但年紀(jì)大點的朋友肯定記得,這并不是翟志剛第一次出艙活動,因為他的第一次出艙要追溯到2008年的神舟7號任務(wù)期間了,當(dāng)時那句著名的“我已出艙,感覺良好”就是翟志剛說的,并且他還在太空中展示了五星紅旗。

后來回到地面接受記者采訪時,被問到太空漫步是怎樣一種感受?

翟志剛:真怕地球飄跑了,地球重60萬億億噸,為啥能飄在太空?

 

翟志剛回答:當(dāng)時出艙后地球在頭頂上懸著,自己和飛船也在太空中懸著,以至于看地球都有點害怕,怕地球飄跑了。

其實從本質(zhì)上來說,我們所在的地球就是一艘巨型飛船,只不過這艘飛船是個球形,而且一直在以每秒30公里的速度繞太陽公轉(zhuǎn),也不亂跑。

翟志剛:真怕地球飄跑了,地球重60萬億億噸,為啥能飄在太空?

 

翟志剛看見的地球懸浮在宇宙中,也確實是地球在宇宙中的真實表現(xiàn),而且除了地球,太陽和月亮,金星和火星,我們所知的一切星球,其實在視覺上都懸浮在宇宙中。

但很多人想不明白的是,在已知地球質(zhì)量為60萬億億噸的情況下,它為什么還能懸浮在宇宙中呢?

翟志剛:真怕地球飄跑了,地球重60萬億億噸,為啥能飄在太空?

 

是什么力量在托著地球?

物理學(xué)家告訴我們:是引力

翟志剛:真怕地球飄跑了,地球重60萬億億噸,為啥能飄在太空?

 

最早意識到星球運行背后的原因的,是英國物理學(xué)家牛頓,他同時也是古典物理學(xué)的奠基人之一,在萬有引力定律和力學(xué)三定律的幫助下,牛頓能預(yù)測從天體運行層面到細(xì)胞分裂層面的一系列行為,甚至直到今天,科學(xué)家們往月球或者火星發(fā)射探測器,也都還得用到牛頓的萬有引力定律和力學(xué)三定律。

翟志剛:真怕地球飄跑了,地球重60萬億億噸,為啥能飄在太空?

 

但牛頓并不是完美的,因為他直到最后也沒弄明白引力的產(chǎn)生機(jī)制,換言之就是說,他不知道是什么力量在太空中托著地球,他只是把引力當(dāng)成一種伴隨著質(zhì)量一起出現(xiàn)的固有屬性來看待和研究的。

直到愛因斯坦的出現(xiàn)

翟志剛:真怕地球飄跑了,地球重60萬億億噸,為啥能飄在太空?

 

在以光速不變?yōu)榛A(chǔ),推導(dǎo)出狹義相對論后,愛因斯坦開始將引力納入相對論的框架之中,并最終形成了廣義相對論。

在物理學(xué)界,愛因斯坦的廣義相對論是牛頓萬有引力定律的加強(qiáng)版,但這并不是說廣義相對論推翻了萬有引力定律,只是兩者的應(yīng)用范圍不同而已。

翟志剛:真怕地球飄跑了,地球重60萬億億噸,為啥能飄在太空?

 

廣義相對論解決的是近光速和強(qiáng)引力場狀態(tài)下的宇宙,比如中子星附近的引力,黑洞附近的引力,而萬有引力定律解釋的是低光速和弱引力場狀態(tài)下的宇宙,也就是我們生活的宇宙,同時也因為目前人類的探測器飛行速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到光速,所以科學(xué)家們發(fā)射飛船時,計算相應(yīng)的數(shù)據(jù)用萬有引力公式就足夠了。

翟志剛:真怕地球飄跑了,地球重60萬億億噸,為啥能飄在太空?

 

接下來,我們來解釋地球懸浮之謎

翟志剛:真怕地球飄跑了,地球重60萬億億噸,為啥能飄在太空?

 

愛因斯坦的廣義相對論認(rèn)為,宇宙的時空結(jié)構(gòu)是一片類似于蹦蹦床的狀態(tài),質(zhì)量不同的天體在這個蹦蹦床上壓出了不同程度的凹陷,但由于我們無法直接看到時空結(jié)構(gòu)本身,所以在我們的眼里地球就是懸浮著的。

而事實上,地球其實已經(jīng)把時空壓出了凹陷,而這種凹陷產(chǎn)生的幾何跌落,就是日常生活中具體表現(xiàn)出的引力,因此我們才能站在地球上,而不會飛到天上。

翟志剛:真怕地球飄跑了,地球重60萬億億噸,為啥能飄在太空?

 

而當(dāng)某個天體的質(zhì)量大到一定程度,它壓出的凹陷就會把蹦蹦床的某一區(qū)域壓出一個窟窿,進(jìn)而就會讓周圍的物質(zhì)都墜入這個窟窿里,這種窟窿在宇宙中的具體表現(xiàn)就是黑洞,任何進(jìn)入黑洞事件視界之內(nèi)的物質(zhì),都將在宇宙中永遠(yuǎn)消失。

歸根結(jié)底

翟志剛:真怕地球飄跑了,地球重60萬億億噸,為啥能飄在太空?

 

重達(dá)60萬億億噸的地球并不是飄在宇宙中的,是時空結(jié)構(gòu)本身的扭曲承受了它,而時空扭曲產(chǎn)生的幾何跌落,就是我們所熟悉的引力。

翟志剛:真怕地球飄跑了,地球重60萬億億噸,為啥能飄在太空?

 

而且就像蘋果落向地心一樣,地球繞太陽的公轉(zhuǎn),其實就是在朝太陽墜落,只不過地球本身30km/s的公轉(zhuǎn)速度產(chǎn)生的離心力,剛好和太陽吸引地球的引力平衡了而已,就像人造衛(wèi)星和地球引力的平衡關(guān)系一樣。

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