地球重达60万亿亿吨,为什么不会掉下去,还能悬在太空中?

2024-11-13 16:54:00   阅客

地球是承载人类和其他生命体的巨大天体,就像一艘行驶在宇宙中的飞船,带领我们穿越浩瀚的星际空间。地球直径为12742公里,总质量约为60万亿亿吨。那么,如此庞重的地球是如何悬浮于太空之中,而不掉落的呢?

地球重达60万亿亿吨,为什么不会掉下去,还能悬在太空中?

测量地球的质量并不是一件简单的事情。我们无法直接称量地球的重量,正因为地球本身的巨大规模。不过,牛顿的万有引力定律使得测算地球质量成为可能。1687年,牛顿提出这一理论,描述地球对物体施加的引力。通过相关公式,可以计算出地球的质量,但只有在万有引力常数G确定之后,这一测量才能实现。

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直到1798年,卡文迪许设计了精妙的扭秤实验,首次准确测出万有引力常数,进而成功“称量”地球。这一成果也为测量月球、太阳及其他星体的质量提供了基础。银河系及更遥远星系的重量也因此得以了解。

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地球能够悬浮在太空中,这一现象与宇航员和太空飞船在太空中的漂浮相似。有些人可能认为太空中没有引力,但实际上,地心引力依然存在。即便在距离地面400公里的轨道上,地心引力也只是减弱到地表的90%。太空飞船围绕地球高速运行,形成了完美的弧线,从而实现了持续的自由落体运动,这就是失重的感觉。

地球重达60万亿亿吨,为什么不会掉下去,还能悬在太空中?

牛顿曾构想过一种大炮,可以将炮弹水平发射到足够的速度,炮弹将绕地球轨道飞行而不掉落。这种运动原理与太空飞船相同,即达到第一宇宙速度的7.9公里每秒。实际运用于太空时,飞船在400公里轨道上的速度为7.7公里每秒。

地球重达60万亿亿吨,为什么不会掉下去,还能悬在太空中?

地心引力让地球上的物体具有下落趋势,而太空尽管距离远仍然有“下”的概念。受太阳引力作用,地球似乎也向太阳下坠,但其每秒30公里的运动速度足以避免坠入太阳。

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太阳系也在受到银河系引力的影响,以230公里每秒的速度运行,以避免掉入银河系中心。银河系内,恒星及其他天体围绕银心旋转,而银河系又向距离250万光年的仙女座星系移动。银河系与仙女座星系在 38 亿年后可能会相撞,因为它们的相对速度仅为110公里每秒,不足以克服相互的引力。

地球重达60万亿亿吨,为什么不会掉下去,还能悬在太空中?

这一切展示了我们在宇宙中的动态平衡状态,既不坠落也不分离,以速度对抗引力,维持着宇宙的和谐。

责任编辑:吴玉蓉 K1365
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