翟志刚出舱时怕地球飘跑了!为何地球没往下掉,能飘在宇宙中?( 二 )



地球身处宇宙之中 , 宇宙没有所谓的重力 , 它时刻都是失重状态 , 你看翟志刚和王亚平和地球一样 , 都是飘在太空中的 , 唯一不同的是 , 如果他们两个挣脱了神舟十三号的保险绳飘向太空 , 他们很有可能会被地球吸回来 。 地球在太空中只会受到万有引力的吸引 。

万有引力万有引力是力学之父牛顿的经典理论 , 因为被一个苹果砸中脑袋而得到 , 一时间传为佳话 。 它不仅存在于天体之间 , 还存在于任何两个物体之间 , 公式为F=Gm1m2/r2 。 其中G是万有引力常量 , 也就是说 , 万有引力的常量是不会变的 , 影响万有引力的因素完全在于两个物体的质量和两者的距离 。

万有引力的诞生 , 是人类科学上的一次重要进步 , 人类的宏观第一次可以超越地球 。 根据万有引力可以计算出一些天体的质量 。 我们现在使用的太阳系各大星体的数据 , 在人类没有发射卫星之前就已经算出来了 , 随后在航天探测器的帮助下 , 将数据进行更精确的修正 。 早期的天文学家利用万有引力发现了哈雷彗星 , 以及还有被当成第九颗行星的冥王星 。

前面说过 , 地球处在失重的宇宙中 , 没有重力 , 但地球受到太阳的引力 , 围绕太阳旋转 。 此外 , 地球与其他星体之间也存在作用力 , 只不过 , 这个力比起太阳与地球产生的万有引力来说不值得一提 。 因此 , 这些力并不会让地球离开太阳的怀抱 , 只是会让地球的轨迹发生一定的偏移 。 地球围绕太阳运行的轨迹并不是一个标准的圆 , 而是一个椭圆 。

太阳的质量实在太大 , 占据整个体系的99% , 所以太阳系的几乎所有的星体都不可能在没有外力的情况下逃出太阳系 , 就如地球上的物体没有外力是不可能逃离地球一样 。 我们可以根据万有引力 , 推导出三大宇宙速度 。
三大宇宙速度发射人造卫星的时候 , 发射速度必须要大于第一宇宙速度7.9千米/秒 , 才能将卫星成功送入地球的轨道 。 而在围绕地球进行匀速圆周运动的时候 , 速度又不能大于这个值 , 否则进行的就不是轨道为圆形的匀速运动 , 而是椭圆形轨道的围绕运动 。

当航天器想要逃脱地球的引力 , 飞向别的太阳系星体时 , 需要满足第二宇宙速度 , 最小速度不低于11.2千米/秒 , 才能从地球的引力中逃走 , 因此又称逃逸速度 。 不过也有例外 , 那就是飞向月球的时候 , 不用达到这个速度 。
因为月球是地球的天然卫星 , 它还处于地球的引力范围内 , 根据阿波罗计划的计算 , 去往月球只需要达到10.8千米/秒的速度即可 。

我们将离太阳无穷远的地方的势能假设为零 , 经过计算 , 这个速度就是飞离太阳所需的临界速度 , 也是需要达到的最小速度 , 叫做宇宙第三速度 , 大小为16.7米/秒 。 这其中并没有考虑其他行星的影响 , 如果真的要飞离太阳系 , 实际的速度要比第三宇宙速度大 。
目前人类已经实现了人造卫星围绕地球运转、登陆月球、在另外三个岩石星球上放置探测车、发射围绕木星、土星、天王星和海王星的探测器 , 还发射了探索太阳系边界的旅行者1号和2号等等 。

宇宙中已经有数不清的探测器漂浮着 , 它们同地球一样 , 没有落下去 , 而是漫无目的地在太空中流浪 , 它们中的大多数围绕着地球运转 。 三大宇宙速度人类的飞行器都达到过速度值 , 只是人类并没有实现飞跃太阳系 。
运动的宇宙地球虽然不会在宇宙中进行自由落体运动 , 可并不代表 , 地球不会向下运动 。 在宇宙中 , 地球的位置时刻都在发生变化 , 很有可能下一秒它就运动到了之前位置的下方 。 许多人都认为 , 地球只是单纯地围绕太阳做平面运动 , 其实不然 , 地球甚至整个太阳系 , 甚至太阳系所在的银河系 , 每时每刻都在运动 。 可以这样说 , 宇宙中就没有静止的物体 。

宇宙的直径是960亿光年 , 地球乃至整个太阳系对它来说 , 是小得不能再小的存在 。 在宇宙中 , 引力比太阳大的星体比比皆是 , 太阳虽然在太阳系是绝对的主宰 , 但是放在宇宙 , 它就是弟弟般的存在 , 大哥到处都是 。
太阳本身也有公转 , 天文学家预计 , 在太阳所处的银河系中心 , 有一个巨大的黑洞 , 它带领着太阳以及其他恒星系运动 , 地球作为太阳系的一部分 , 也自然而然地跟随太阳改变位置 。

但银河系并不是宇宙中最大的天体单位 , 银河自身也会运动 , 因此地球又会因为银河系的位置改变而改变 。 所以 , 如果时间足够 , 地球也许在运动过程中到达过宇宙的很多角落 。 地球不会落下去 , 但地球会向下运动 。 那为何我们的宇航员在太空中看不到地球位置的改变呢?

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