是什麼讓地球懸浮空中?看了人造衛星的運行,才知道原因出自太陽

從網絡上流傳的太陽系平面圖來看，八大行星和太陽一樣都神奇般地懸浮在空中。根據參與過美國阿波羅計劃的太空人描述，當他們乘坐著飛船飛到距離地球有一定距離的時候，他們可以清楚地看到整個蔚藍色的星球懸浮在一片無盡黑暗當中，地球的懸浮沒有任何支撐。那麼問題來了，是什麼使得地球能夠懸浮在空中而不下落的呢？

要想弄清楚這個問題，首先要了解其實在宇宙中是沒有上下這兩個方位的。我們日常所說的上下是相對於地面而言，也可以認為是與地心而言。以地心為參考系，如果一物體與地心的距離在不斷增加，那麼就可以將該物體描述為在做向上運動。如果一物體與地心的距離在不斷減少，則可以將該物體描述為在做向下運動。簡而言之，地球上任何受到萬有引力的物體，都是以地心為參考系的。

然後再將這種情況類推到那些圍繞著地球做公轉運動的人造天體，例如人造衛星、太空望遠鏡等等。根據牛頓萬有引力定律，如果一個物體的速度達到了一定程度，它就能夠圍繞著地球進行固定周期的公轉運動，而這個速度就是第一宇宙速度，大約是每秒鐘7.9萬公裡。為此牛頓還曾經提出了牛頓大炮的假說，他認為如果在地球上建造一門特殊的大炮，該大炮打出的炮彈水平速度達到第一宇宙速度，那麼該炮彈就會開始圍繞地球公轉，最終固定在地球的軌道上不斷運動。

在我們看來，這樣的炮彈也是懸空的，是什麼給與它懸浮的力量呢？答案就是地球引力充當了炮彈作圓周運動的向心力。這樣的情況可以類推到太陽系中，問題的答案很快就得出了。太陽是太陽系的中心天體，它的質量佔到了整個太陽系的99%以上，因此它能夠產生足夠的引力來束縛住所有的行星。雖然整個宇宙都沒有上下方位的概念，但是對於特定的兩個對象來說，相對方位還是存在的。

以太陽為參考系，對於地球來說向下就是向著靠近太陽的方向，向上就是向著遠離太陽的方向。那麼文章開頭所提到的問題，是什麼力量使得地球懸浮而不下落，就可以改成是什麼力量使得地球懸浮而不落在太陽表面上。答案就是太陽的引力為地球的圓周運動充當了向心力。在中學物理的經典力學模型中就存在這類似的案例，一顆小球用一條不可伸縮的繩子綁著，然後甩動繩子讓小球做圓周運動，這時候繩子的拉力相當於小球的向心力。

同樣的道理，雖然地球與太陽之間不存在有形的繩子，但是兩者之間存在無形的引力。這股引力發揮相當大的作用，它能夠將最遠的冥王星束縛住，說明它給地球充當向心力綽綽有餘。也就是說，如果有一天太陽的引力消失了，而太陽也不移動位置的話，那麼地球的位置就會發生大變動。