地球的质量为60万亿亿吨,为何能漂浮太空,而不是向下跌落?

B站影视 电影资讯 2025-09-27 15:21 1

摘要:现代科学认为,我们的地球诞生于46亿年前,也就是太阳系诞生初期,大约在50亿年前,太阳系一片混乱,太阳诞生以后吸收了周围大量的物质,所以太阳的质量占到了太阳系总质量的百分之99.86,剩下的八大行星和其它行星占到了太阳系总质量的百分之0.14,从占比上我们就能

现代科学认为,我们的地球诞生于46亿年前,也就是太阳系诞生初期,大约在50亿年前,太阳系一片混乱,太阳诞生以后吸收了周围大量的物质,所以太阳的质量占到了太阳系总质量的百分之99.86,剩下的八大行星和其它行星占到了太阳系总质量的百分之0.14,从占比上我们就能够看出太阳的质量很大,在太阳系的八大行星当中,地球是唯一一颗诞生了生命的星球,生命的出现给地球增添了很多色彩,尤其是人类出现以后,解开了地球上很多的奥秘,根据科学家的计算我们能够知道,地球的质量大约是60万亿亿吨,看到这里,相信很多人会产生一个疑问,地球的重量是如何计算出来的?

地球质量计算的核心理论基础,是牛顿在1687年提出的万有引力定律,任意两个有质量的物体间,会存在相互吸引的力,其大小和两个物体质量的乘积成正比,和两个物体剧烈的平方成反比,这一定律的关键价值在于,它将地球对地表物体的引力和地球质量关联起来,只要能够找到公式中关键物理量的数值,就能反向推导出地球的质量,在1798年的时候,英国科学家亨利.卡尔迪许通过著名的扭秤实验,首次精准测量出万有引力常数G,为地球质量计算扫清了最后的障碍,他的实验设计巧妙且精密:

1. 制作一个轻质扭秤,两端分别固定两个质量相同的小铅球(质量m),扭秤中间用细金属丝悬挂,确保能被微小的力扭转;

2. 在小铅球附近放置两个质量大得多的固定铅球(质量M),利用万有引力让小铅球被大铅球吸引,带动扭秤发生微小扭转;

3. 通过镜子反射光线放大扭秤的扭转角度(微小扭转会让反射光在远处光屏上产生明显位移),结合金属丝的扭转系数,计算出两个铅球间的万有引力F;

4. 已知大、小铅球的质量(M、m)和它们球心的距离(r),代入万有引力公式反向求出G。

卡文迪许测得的G值约为 (与现代精确值 已非常接近),这一成果被后人称为“称量地球的重量”——尽管他实际测量的是G,但有了G,地球质量的计算就水到渠成。后来随着人类科技的发展,人类不再依赖地表实验+公式推导,而是通过卫星轨道观测进一步修正地球的质量,精度提升到了新高度,对于人类来说,地球的质量是非常大的,但是尽管如此之重,从太空看地球,它就像漂浮在太空中的一样,重达60万亿亿吨的地球,为什么能够漂浮在太空中?事实上地球漂浮在太空中只是一种假象,要知道在地球上,我们之所以能够感受到万物都向下坠落,是受到力的影响,而这个力是来自地球的引力,它会将我们拉向地表,但是在宇宙中没有上下左右之分,周围都是虚无的空间。

上下的本质是生物对重力方向的主观标注,在地球上我们默认下是重力指向地心的方向,上则是相反方向,这种定义完全依赖于地球对我们的引力作用,是局部环境下的相对概念,而非宇宙通用的绝对规则,地球的重力让我们有了明确的“上下”,但宇宙尺度下,引力来自遍布各处的天体(恒星、行星、星系等),且方向各不相同。比如在月球上,“下”是指向月球球心的方向,和地球的“下”完全不同;若在地球与火星之间的太空中,周围天体的引力都很微弱,甚至感受不到明确的“重力方向”,此时“上下”的定义就彻底失去了依据。“上下”的判断往往需要一个“参照物”,但目前观测表明,宇宙没有绝对的中心,也没有明确的边界,既不存在一个“所有人都认可的下方”,也不存在一个“所有人都认可的上方”。

无论是在太阳系、银河系,还是更遥远的星系群,每个区域的“上下”都只对当地的天体或观察者有意义,无法推广到整个宇宙。简单来说:“上下”是地球给人类的“局部习惯”,而宇宙没有遵循这个习惯的理由。在宇宙中,只有“相对方向”,没有普适的“上下”。地球只会受到太阳的引力作用,因此从严格意义上来说,地球是不断的向着太阳坠落,既然我们的地球每时每刻都在朝着太阳坠落,为什么地球还没有掉进太阳内部?根据科学家的研究我们能够知道,我们的地球每时每刻都在围绕太阳旋转,其速度大约是每小时107000公里,这种高速运动产生的离心力和太阳的引力达到了一种平衡,这会使得地球沿着近似圆形的轨道绕太阳运动。

不过就是这种引力和惯性的平衡,地球才会漂浮在太空中,不是坠向太阳,其实不仅仅是地球,其它的行星,彗星、小行星等等,都是遵循这样的规律,归根结底就是引力,引力是我们日常生活中最熟悉却又最神秘的自然力量之一,在人类认识引力的历程中,牛地的贡献是划时代的意义,1687年,牛顿在《自然哲学的数学原理》中提出了万有引力定律:宇宙中任意两个物体之间都存在相互吸引的力,这个力与它们的质量乘积成正比,与它们之间距离的平方成反比。这一公式简洁而强大,成功解释了行星轨道、潮汐现象乃至地球上物体的下落运动。在牛顿的框架下,引力是一种“超距作用”——即两个物体无需接触,就能瞬间相互施加力。

尽管这一理论在宏观世界中极为精确,但牛顿本人也承认,他并不知道引力“如何”作用,只是描述了它的数学规律。后来到了20世纪初的时候,爱因斯坦的广义相对论彻底改变了人类对引力的理解,1915年的时候,爱因斯坦提出引力并非一种传统意义上的力,而是时空弯曲的表现,根据广义相对论,质量会扭曲其周围的时空结构,就像是一个重物压在弹性膜上会造成凹陷,其它物体在这一弯曲时空中的运动时,会沿着最短路径前进,从而表现出被吸引的现象,比如说地球绕太阳运动,并非因为太阳拉着地球,而是太阳巨大的质量使得周围的时空发生弯曲,地球只是沿着这个弯曲时空中的自然路径运行。这一理论不仅仅重新定义了引力,还预言了很多牛顿理论无法解释的现象。

比如说光线在强引力场中发生偏折,时间在强引力场中会变慢,以及黑洞和引力波的存在,在2015年的时候,科学家首次直接探测到了引力波,这一发现不仅仅验证了爱因斯坦百年前的预言,也标志着人类进入了多信使天文学时代,从哲学角度看,引力的“本质”可能超越我们当前的认知框架。它既是几何的(时空弯曲),又可能具有量子属性;它既是最弱的基本力(相比电磁力等),却又在宇宙尺度上占据主导地位。这种矛盾恰恰体现了自然界的深刻与复杂。今天,科学家仍在通过精密实验、天文观测和理论建模不断探索引力的奥秘。无论是探测引力波的LIGO项目,还是研究宇宙微波背景的普朗克卫星,都在帮助我们更深入地理解这一古老而神秘的力量。

其实不仅仅地球在向太阳坠落,太阳系、银河系等等都在朝着一个神秘的方向坠落,在距离大约1.5亿光年的宇宙深处,科学家们发现了一个神秘的引力异常区域,它就像一个无底的深渊,大约4亿光年的所有星系都受到它的影响,包括银河系和周围的大多数星系都被它强大的引力拖动。据估计,要产生如此强大的引力,其质量至少是整个银河系质量的1万倍以上。到目前为止,科学家们还没有弄清楚它到底是什么,只是把这个引力异常的区域称为:巨引源。人类是如何发现巨引源的?在20世纪60年代,人类发现了一种来自宇宙空间背景的热辐射,它是138亿年前宇宙爆炸留下的电磁波辐射,也是我们宇宙中最古老的光。

在研究背景辐射过程中,科学家发现,这些充满整个宇宙空间的辐射温度分布不均匀,银河系一侧的温度略高另一侧。虽然温差只有万分之一,但这表明银河系正在高速运动,可以说宇宙微观和宏观上都不存在绝对静止,但是由于巨引源所在的区域被银河系遮蔽,没有办法观察,现在科学家并不知道巨引源到底是什么?从宇宙星系运动的分布来看,包括银河系在内的所有天体系统都属于质量更高、重力更强的上级天体系统。比如银河系、仙女星系、麦哲伦星云等50个星系构成了这个星系群,覆盖了一个直径1000万光年左右的区域,这个星系群属于更大范围的侍女座超星系群,包括大约100个星系群和星系群。

我们银河系所在的本星系群位于室女座星系团的边缘,并向室女座星系团的核心区域移动。如果我们进一步扩大观测规模,我们会发现直径约1.1亿光年的室女座超星系团只是宇宙结构更大的一部分,覆盖5.2亿光年,质量相当于10万银河系的拉尼亚凯亚超星系团。目前已知的宇宙最大的结构是大规模的纤维结构,它就像一个巨大的网络,像拉尼亚凯亚这样的超星系列是形成这个宇宙网络的纤维,我们的银河系只是这个宇宙网络流苏上的一个小点。从科学家绘制星系运动分布图可以看出,所有的星系都像河流一样蜿蜒,在空间中不断移动,虽然有时方向是不同的,但是最终都会像深渊一样流向一个巨大的区域,那里是拉尼亚凯亚超星系的重力中心,也就是巨引源所在的地方。

巨引源是不是宇宙中最大的引力中心?目前科学家也在积极的研究当中,小编认为,人类是地球上最有智慧的生命,人类的科技在不断的进步和发展,虽然现在人类还没有办法解开宇宙中所有的奥秘,但是人类一直都在努力,只要人类能够坚持不懈的努力下去,未来随着人类的发展,人类一定能够解开更多的奥秘,对此,大家有什么想说的吗?

来源:星空承载梦想

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