03.03 星球、太陽和大型天體那麼重,為什麼能浮在宇宙中?

圓周率39派


宇宙中是沒有上下左右概念的,我們不能用地球上的經驗去思考天體在宇宙中的狀態


我們人類自誕生以來就一直生活在地球上,腳踏實地的人類習慣用上下左右在描述所在的空間,但人類能感覺到上和下是因為地球的引力在其作用,引力將人類牢牢吸附在地表,而地球上的飛機是所以能飛就是因為升力大於了引力。

宇宙中的所有天體其實都在不斷的運動而不是懸浮狀態,運動的背後是萬有引力在起作用,早在牛頓的時代人們就知道了質量越大的物體引力就越大,地球和其他天體因此才能繞著太陽公轉,因此我們的地球其實是一直在向太陽墜落,但是在沒有阻力的太空中地球可以一直保持30km/s的公轉速度,高速運動下的地球產生的離心力和太陽引力剛好保持了平衡,所以地球永遠不會墜入太陽。


我們的宇宙是一個動態宇宙,星球並不是孤零零靜止不動的懸浮在太空中,而是在繞著質量更大的天體旋轉,但是天體的運動是人類很難察覺出來的,人類身處地球是感覺不到地球30km/s的公轉速度的,身處太陽系也同樣感覺不到太陽系在以220km/s的速度繞銀河系中心公轉。

在以太陽為參照物的模型中,地球等一眾天體一直繞太陽公轉,看起來太陽就像是靜止的一樣,但如果以銀河系中心為參照物的話,立馬就能看到正在“狂奔”的太陽系全家。



宇宙探索未解之迷


回答這個問題之前,我要告訴題主地球和太陽都屬於眾多星球中的一個,而星球屬於天體的一種,它們本質上都是懸浮於宇宙空間之中。

首先,從地球在太陽系所處的位置看,地球和其它八大行星(星球)的空間位置並沒有什麼不同。

我們把八大行星按照離太陽的距離從近到遠排列,依次為水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。八大行星是不停運動的,它們不但圍繞太陽不停公轉運動,也在不停自轉運動,運動的背後是萬有引力在起作用,由於質量越大的物體引力就越大,而在太陽系內太陽的質量佔整個太陽系總質量的99.96%,處於絕對主導地位,因此地球和其它八大行星才能繞著太陽公轉,由於我們位於地球上,觀察天體也是以地球自身為參照物的,所以其它天體好像都處於懸浮在空中。

其次,如果我們以太陽為參照物,地球就就是懸掛在天上的。

我們知道太陽是個大火球,我們是不可能站在太陽上觀察其它八大行星的,但是假設我們能站在太陽這個天體上來觀察其它天體,會發現“漂不起來”的是太陽,而地球和其它天體都是飄在空中的。所以隨著參照物的不同,所有天體的位置都是不一樣的,如果以銀河系的中心為參照,那銀河系的中心感覺上又是靜止的,而視覺上太陽正在帶著它的“全家”在天上狂奔。

最後,宇宙空間不分上下。

人類作為生活在地球上的生物,人類習慣用上下左右在描述所在的空間,但人類能感覺到上和下是因為地球的引力在其作用,但是其實宇宙中的一切天體都不是靜止不動懸浮在空中的,那只是人類以地球為參照物觀察看到的假象,由於宇宙是無限大的未知空間,根本沒有上下左右之分,它們全都懸浮在茫茫宇宙之中,所以不存在星球、太陽和大型天體懸浮在空中而地球卻漂不起來的說法。

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科學探秘007


其實不想扣字眼的,但題主的這個問題不扣不行了。


題目前半句說到“重”,也就是日常生活中我們經常說到的重量,但這種非常直觀的概念經常會和“質量”混為一談。但這兩者實際上不是一類,重量的直觀感覺上是一種力,而質量則是物體的固有屬性。

那為什麼大質量天體還能懸浮在宇宙中呢?這實際上也是犯了用日常經驗解釋天體運行的錯誤。首先宇宙中沒有上下左右之分,那只是人為規定,決定天體運行的主要因素就只有引力,比如地球與太陽的關係。


地球之所以不掉入太陽,因為引力提供了向心力,以維持公轉。進而就表現出一種“懸浮”的假象,實際上那也可以認為是一種自由落體運動,如果非要加個方向的話,可以說地球一直在往太陽上下落。

平時我們說的上下左右,也都是根據引力方向定的。你認為的下方,其實對地球另一邊的人來說卻是上方。

總的來說,宇宙中的天體運行靠的是引力,而什麼“懸浮”、“上下左右”都人為規定的。



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賽先生科普


在地球上生活慣了,我們很容易就會把這種慣性思維帶到任何的地方,認為到處都應該與地球上的情況一樣。我們知道,向上拋個小球,小球最終會落到地上;或者我們向上縱身一躍,我們最終也會落到地球上。這個原因就是地球對我們施加了引力作用,它的方向朝向地球中心,引力始終會把我們拉向地面。然而,宇宙中並不存在一個所謂的“地面”能夠讓星球掉下來。不管天體有多重,它們始終會“飄蕩”在宇宙空間中。或者,我們也可以從另一個角度來思考這個問題。

在地球上,雖然直升飛機比小球和人重得多,但它卻能懸浮在空中,為什麼?原因很簡單,直升機的螺旋槳帶動空氣運動,併產生一個升力,如果這個升力的大小等於地球對直升機施加的引力,那麼,直升機就能懸浮。因此,如果我們能夠想辦法對抗引力,就會產生懸浮的效果,這正是宇宙中正在發生的事情。

對於地球而言,太陽的表面其實就如同“地面”,太陽對地球施加強大的引力作用,始終要把地球拽到太陽表面上。然而,地球以一定速度環繞太陽做近似圓周運動,在此過程中產生的離心效應可以對抗太陽的引力,從而避免落到太陽表面上。這樣看來,地球就像“懸浮”在宇宙中。

同樣的道理,人造衛星和月球以一定速度繞地球運動,也能避免被地球引力拽到地上。另外,太陽系也會繞著銀河系中心運動,從而避免掉入銀心。正是因為天體的不斷運動,這種動態平衡在宇宙中普遍存在,所以天體能夠“懸浮”在宇宙中。


火星一號


首先來說題目中的一些問題:星球、太陽和大型天體直接就說天體就可以了,太重複了感覺很亂。在描述中說地球卻有萬有引力,漂浮不起來?實在是不清晰,問題可以直接改成天體那麼重為什麼可以漂浮在太空中?

這個問題可能好多人都有疑問,為什麼天體可以漂浮著不掉下來哪?

人類是起源在地球上,從最開始就受到地球的萬有引力作用,站在高處怕自由落體摔傷,對於自由落體有著本能的恐懼。按照我們的理解為什麼月亮可以高高掛在天空上不掉落下來,為什麼蘋果熟透了就要受到地球的引力掉落在地面上。最早搞清楚這個問題的就是牛頓,他發現萬有引力的存在認為讓月球一直掛在天空上和讓蘋果掉落在地面上的力是相同性質的力。

我們在高中物理中都學過平拋運動,小球飛出去的水平距離跟垂直高度和初速度都有關係。垂著高度大,小球飛行的時間就長,初速度大小球飛行的時間也長。那麼在一定高度下,隨著初速度的增大,水平距離越來越大,直到達到一個臨界速度小球有著一直下來的趨勢,但是卻永遠都掉落不下來。這就是人造衛星的原理,臨界值就是第一宇宙速度7.9km/s。

所以說通過以上的分析所有的天體都是在運動者有著掉下去的趨勢,在太空中的下根據地面上的經驗來定義,例如地球的下應該指的就是指向太陽的方向。而真個太陽系的下應該指的是指向銀心方向。

太空中的天體不存在漂浮不動的情況,因為如果不運動就要被萬有引力拉下來了。因為運動才會“漂浮著”,這就是常說的萬有引力提供向心力。所以人在天空中也會失重量。



科學黑洞


地球在太陽系的位置示意圖(位置不按比例,僅供示意參考)

在回答問題之前,我要弱弱的告訴提問者一聲,我們地球和其他任何天體一樣,都有萬有引力以及懸浮在宇宙空間中(其實宇宙空間沒有上下左右之分,因此也不能用懸浮形容)

萬有引力定律:自然界中任何兩個物體都是相互吸引的,引力的大小跟這兩個物體的質量乘積成正比,跟它們的距離的二次方成反比。

天體間的運動也是萬有引力的結果,比如地球繞著太陽轉,太陽繞著銀河轉動等

地球繞著太陽在銀河系中運動,看起來是不是特好玩?因為我們的參照物改變了,以前我們解釋太陽系的時候是以太陽為參照物,因此太陽看起來不動,現在這個座標以銀心為參照物,所以太陽的一幫小弟看上去是不是特別搞笑?

地球上的任何物體都受到萬有引力的作用,因此也不會漂浮起來,如果有人非得要拿氫/氦氣球說事的話,那就是氫/氦氣比同體積的空氣密度要小得多,因此上浮了!而且這裡得提醒一下讀者,如果沒有萬有引力作用的話,氫/氦氣球是不會上升的哦,你把它放在那裡它就停留在那裡(當然是沒有風的作用為前提)

在無重力作用下,神舟飛船中航天員王亞平製作的水球

看起來無重力的飛船中工作起來非常自在!但對於習慣了有重力生活的人類來說,確實一個非常不習慣,也不符合人類生理上的一個環境,相信現在的這種沒有模擬重力作用的空間站只是暫時的

這種結構是無法模擬出地球重力環境的

科幻電影《星際穿越中的永恆號》

用旋轉的離心力來模擬重力,而且這個結構要足夠大,不能讓人能感覺出旋轉,因為這樣非常容易產生眩暈!

我們地球上產生的重力是比較舒適的,畢竟人類已經在地球上生活了幾十萬年了,怎麼說也是適應了這個環境,而且本身人類的身體結構也在朝著適應重力環境進化,比如堅韌的骨骼,強壯的肌肉等,去火星或者月球等低於地球重力的環境下生活是絕對沒有問題的。但卻無法在高重力環境下比如某些巨型行星的表面,重力是地球的3-5倍,我們人類在空手的情況下即相當於揹負200-400KG的重物,無論如何也是無法適應的,這個重力加速度下,我們現在的的飛船想要在上面起飛也比地球的逃逸速度7.9KM高出好幾倍。


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星辰大海路上的種花家


宇宙就是一個沒完沒了的無底空間,一個物體浮到那裡都無法形容是否有落到底的概論。我們的視野只能憑藉在地球背離陽光的時候,有時能看到天空就會出現行走速度之快的流星,而且有時快到劃破天空的那種感覺。像這樣的情景究竟是屬於在往下掉呢還是在往上滑呢?如果往下掉的話就一定是一沉到底。其實太空之大根本無法確認是否有上下左右或有底的關係。近的只能說太陽系有多大?且用光年計算。遠的有銀河系,不說銀河系有多大,但銀河系裡面有沒有比地球大多少倍的星球,而且無法用數字來衡量標準。還有更遙遠的黑洞有多大?更無法確認來用光年衡量那麼簡單了。人類暫時就只有這三個名詞解釋天體。這就說明宇宙大到遙遠更遙遠是無法用語言描述或用數字表達清楚的。假如太空是輕型無形物質體形成,而星球屬於有形重物質體形成的話,星球的漂浮就屬於有形或無形的兩個概念規律。而永遠存在在龐大宇宙之中。無論天體怎麼運動怎麼變化,最終都不可能超越龐大的宇宙之外。也許永遠都無法解釋和理解清楚的宇宙概念。


用戶4360161508457影


如果不是“浮”在宇宙中,你想讓它上哪裡去?

月球很無奈,因為被地球引力束縛住,只能繞著轉,否則就會撞上去,地球也很無奈,繞著太陽轉,否則就會撞到太陽上去,太陽也很無奈,必須繞著銀河系中心轉,否則就會撞星系中心黑洞上去,銀河系也很無奈,繞著室女座星系團轉,否則也會在漫長的時間內向它靠近。

所以這種引力的層次結構編織了一張大網,每顆星球都是有規有矩的,真空沒有阻力,它總是有著保持當前運動狀態的慣性,除非你是大力金剛施加一個外力,改變運動方向。

我們時常受著地球上環境的影響,認為四方空間必須要有上下之分,其實,如果你看透本質的話,所謂的上下不過也是根據引力來的,在太空中,地球也有下,但是地球的“下”是太陽的方向,想要掉下去,那就是掉到太陽表面,太陽表面就是地球的“地面”。

我們在地球上,受著地球重力的方向定義為下,反之為上,宇宙中定義上下是沒有意義的。

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科學船塢


答:那是因為你的常識欺騙了你,應該反過來問:為什麼地球上的物體都會往下掉?


人類生活在地球上,接觸的世界相對於宇宙來說是非常渺小的;積累的經驗也具有很大的侷限性,而且每一個時代人類的認知,都有那個時代的侷限性。

在牛頓沒有提出萬有引力之前,人們會認為地球上的所有物體都會往下掉,甚至還會認為重物比輕物下落快,並且把這當做理所當然的事。


只有一些極富天才的人,才能首先看穿現象中的本質,比如牛頓提出萬有引力定律,伽利略發現慣性定律等等。

對於題目的疑問,天體漂浮於宇宙中不往下掉就是事物的本質,這是力學定律決定的,而且宇宙中也沒有上下之分。

只有在地球表面上時,以地球為參考系,才有了上下之分,然後萬有引力定律會使所有物體受到一個指向地心的力,正是這個力使地面附近的物體往下掉。


在人類歷史上,類似的認知例子還有很多,比如地心說到日心說,再到人類認識銀河系以及宇宙,科學的發展總是循環漸進的,每個時代都有認知的侷限性。

我們作為生活在牛頓之後的人,可能會覺得這個問題很無聊,天體在宇宙中漂浮就該是理所當然的,其實你嘲笑舊人的同時,未來的人也會嘲笑你。

就如天文學中的暗物質讓當今物理學困惑不已,或許暗物質的本質就是區別於普通物質的,遵循著不同的物理定律,暗物質的性質對未來人就是常識,只是現有的理論,還無法揭示其中的奧秘,當然這只是猜想。


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這或許就是人類認知侷限性最明顯的寫照!反過來問:太陽等天體倒是不想飄,想落在某個地方“歇歇腳”,但往哪裡落呢?

如果你能找到這麼一個“落腳點”,那麼就有可能不會漂浮,否則就只能漂浮!

而我們的地球與其他天體一樣,也是在“漂浮著”,只是我們本身就在地球上,感受不到地球在“漂浮”而已,就像我們在一片原始森林裡感受不到森林的真面目一樣!

但事實上,宇宙中的所有天體愛你不是真的在漂浮,而是在不斷地墜落,因為萬有引力無處不在,所以,任何天體都會受到其他天體的萬有引力,一定會向某個方向墜落!

比如說地球就一直在向太陽墜落,但向太陽墜落並不代表一定會墜落到太陽上面,因為地球的速度很快,產生的離心力與萬有引力平衡了,還有太陽時圓的,地球墜落的弧度與太陽自身的弧度幾乎一直,所以地球不會墜落到太陽上面!

或許有一天你有機會去往浩瀚的太空,親眼目睹地球的運動方式才能更真切地體會到什麼叫漂浮,什麼叫墜落,在地球這個狹小的空間內去思考問題,很容易陷入某種侷限性不能自拔!


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