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天体在太空中站成何种姿态?或许它们也一直在坠落,只是没有尽头

天体在太空中站成何种姿态?或许它们也一直在坠落,只是没有尽头

作者:科技科学    来源:未知    发布时间:2019-12-13 16:09    浏览量:

看过太空科幻片或者相关航天探索的新闻的人都会知道,宇航员在太空中是呈“漂浮”状态的,地心引力似乎失去了效果,宇航员需要位移的时候需要借助周围的物体发力进行相对运动。太空中就没有引力吗?所有星球难道都是漂浮着的?天体那么重为何不会坠落?

首先,我们要摈弃一个思维定式,这个思维定式其实就是:什么都东西都会往下掉。

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如果我们逃脱出地球,以视角来看这个问题,我们就会发现,东西都往下掉的根本原因在于万有引力。

黑洞可以说是我们这个宇宙最奇异的天体了,前不久科学界在全世界同步发布了一张黑洞真实照片,引发了一轮黑洞网络风暴。人们对黑洞很好奇,而且对其中的一些原理更是不甚了了。其中有一个问题很值得探讨,就是黑洞为什么能够锁住光。

​事实上,引力是始终存在的,宇航员在太空中无法站立是因为脱离了地球的引力场,但周围还有其他星球的引力场,各个星体之间根据距离远近或多或少的影响着。

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大家知道,光是我们这个宇宙中最快的速度,每秒钟30万公里的运行速度,这是由于期没有静止质量,狭义相对论告诉我们,凡是具有静止质量的物质,都无法达到光速,一个质子也不行。

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也就是说,万物之间都存在彼此吸引的力,但是这个力特别小,是四大作用力当中最小的一个。

但光在黑洞面前就变得那么软弱了,一旦进入了黑洞的史瓦西半径内,就被锁住无法逃逸,成为一个乖乖的俘虏。

​星球也不是像人一样“漂浮”在宇宙飞船里。我们要考虑一个相对大小,若是无限大或者无限小的东西可能不适于一般的比喻,宇宙就是无限大的存在。天体其实也时刻在运动,我们看起来他们像静止一样,但其实它们也在坠落,或者偏移,只是天体的坠落没有尽头,若是以宇宙为参照,没有尽头的位置变化看起来就像是静止。

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很多人提出这样的疑问:既然引力大小是与两个相互吸引的物体之间质量成正比,与它们之间距离成反比的,而光子没有质量,怎么会被引力所捕获呢?

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牛顿还给出了计算引力的公式,根据这个公式,我们知道引力和物体的质量成正比,和两个物体之间的距离的平方成反比。

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​无限大的概念很难解释,就像你从桥上跳水,主观和围观的人可以在短时间内通过水花和周围的参照物确认你的坠落,若是在太空中,你纵身一跃,可能等到海枯石烂也没有一块“平面”可以让你落下。

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其实这是停留在牛顿力学的认识,现代物理学和量子力学对这个问题可以从两个方面来解释。

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我们要知道的是,地球的质量5.965*10^24千克,因此,地球对地球上大多数的物质都有十足的掌控,能够把它们束缚在地球的引力范围内。而我们能能够站在地球面上,其实也和引力是直接相关的。

一个是光子没有静止质量看,但有动质量。

​而爱因斯坦的广义相对论指出:时空是可弯可直的,一个大质量物体周围的时空会被质量压弯,其余经过的较小质量体会不自觉的被大质量物体吸过去,这就是引力阱。太空中有无数个引力阱,这让天体在坠向另一个天体的同时,又被其他天体牵引着,这就形成了天体间不同的运行轨道,天体仍旧是在坠落呀,只是永不相撞的坠落让人以为是“漂浮”。

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光子是电磁辐射的载体,是电磁相互作用的媒介子,其静止质量为零,但光子一出生就是以光速运动的,其具有能量、动量、质量。

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如果你到太空当中,也就是说在失重的状态下,就会很容易飘起来。

二是根据爱因斯坦相对论,引力的本质是质量对周边时空的扰动,是对时空的扭曲。凡有质量得物体都会有这种扰动,但小质量物体扰动不明显,难以察觉,大质量天体的扰动就比较明显了。

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