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  • 月球上有重力为什么还会失重(月球上有重力吗英语)

    几天前神舟十二号顺利升空,我国三名航天员入驻“天和核心舱”,这也是我国自主空间站的第三次发射任务。在2023年之前,还将举行8次的发射任务,包括四次载人飞船、三次货运飞船以及“问天”和“梦天”两个实验舱,中国终于迎来了自己的空间实验室。大部分人对于三名航天员入驻“天和”核心舱的镜头必然是深有感触,太空中处于完全失重,航天员可以不费力的在空间站中漂浮。

    这个时候有的朋友可能就要好奇了,为什么航天员不会向下坠,而是失重漂浮在空间站中?其实道理很简单,这是高中物理课上的知识,万有引力提供了向心力,航天员就处在失重状态。

    在地球上一个羽毛都会飘落地面,那么地球重60万亿亿吨,为何可以在太空中漂浮,而不坠落?

    人类在地球上发展繁衍数百万年,我们已经对地球上大部分自然现象习以为常,最典型的就是重力。牛顿在十九世纪发现万有引力定律,认为月球高悬空中受的力和苹果从树上坠落地面的力本质上是一样的,这就是万有引力定律。

    为了更好地理解为何月球高悬空中的问题,牛顿曾提出过一个思维实验,被后人称之为“牛顿大炮”。当一个物体只受到重力的作用平行飞出,那么它最终的坠落点远近和出发时的初速度有关系,当高度一定初速度越大飞行的越远。假设在一座高山上架起一座大炮,炮弹初速度很大,导致它的坠落点和出发点之间的距离大于地球半径,这意味着什么?

    我们都知道地球是圆形的,那么这颗炮弹将一直处在下坠的状态,但是它却永远都无法坠落到地面之上。月球作为地球的唯一天然卫星,它就是如此,我们可以理解成它一直都有下坠到地球表面的趋势,但却永远都不能如愿。

    从更高一层次的角度来思考,实际上地球也是如此!

    地球重达60亿亿吨,但是却可以漂浮在太空中,四周完全没有任何的支撑,这一度令很多人难以理解,地球为什么就不往下掉。首先我们可以说地球一直在往下坠落,但是就像它自己的卫星一样,地球绕着太阳公转,一直都有着向下坠落的趋势,之所以看起来是漂浮在太空中的样子,主要就是因为地球一直在运动,如果有一天它相对太阳静止了,那么它真的就会一头扎进太阳的怀抱中了。

    从另外一个角度来讲,在太空中并没有明确的上下之分,就像是航天员在空间站中倒立过来,所以他们自己来说也并不会有任何的不适,因为太空中处于失重状态时是完全不分上下的。在地球表面的“上”一般是垂直地面指向外太空,而“下”一般是垂直地面指向地心的方向,如果从本质上来说就是受到万有引力的方向。

    如果把这样的推论放在外太空中,那么也就有了上和下之分,对于地球而言它所处的空间“下”指的是地球和太阳连线并指向太阳的方向。如果说地球一直不往下坠落,可以理解成地球一直不被太阳所捕获。

    当然这种情况是暂时的,地球将不会一直“悬浮”在那里,从某种意义上来讲未来它将坠向地球

    太阳作为一颗普通的恒星,按照它的质量来划分,太阳是黄矮星,寿命大约是100亿年,目前已经度过了50亿年。未来太阳燃烧殆尽,氢核逐渐减少,氦核逐渐增加,最终发生氦闪,也就是氦核的聚变,这个过程在瞬间完成,届时太阳急速膨胀,它的外边缘将达到地球和火星轨道之间的位置,这也就意味着地球将在太阳肚子里公转了,换一句话说地球坠向了太阳,而不是一直悬浮在外太空。

    如果从更大的视角来看,太阳系的直径在2-3光年,但这并不是宇宙的全部,按照目前主流科学观点,宇宙有930亿年光年的可观测直径,因此说太阳系也处在更大的天体系统中。虽然太阳加上八大行星,看起来像是漂浮在外太空,但实际上太阳带着自己整个家族在绕银河系中心旋转,这个中心距离我们2.6万光年,它被认为是一个超大质量黑洞,聚集着银河系很大的质量。

    银河系内的恒星都在绕着银心运动,如果有一天不再运动,那就意味着将要被银心超大质量黑洞所吞噬,也就是坠向了银心,那里对于太阳系而言就是“下”。