引言:月球是距離地球最近的一顆星球,因此人類最早對它進行探索。在美國人成功登陸月球之後,世界掀起了一股探索月球的熱潮。在眾多的探索之下,人類逐漸揭開月球的面紗,原來它是一顆貧瘠的星球,但也和地球一樣存在引力。
在科學家對月球進行一番探索之後,發現雖然月球上的自然環境完全無法和地球相比,但是它還是存在引力的,而且是地球引力的六分之一。也就是說,如果太空人想要在月球上像在地球上那樣走路,基本是不可能的,太空人輕輕一跳就能夠跳出幾米高。因此有網友想知道,一個在地球上重達60千克的太空人去到了月球上,他的重量會變嗎?
要想弄清楚這個問題,首先需要弄清楚質量的概念。在很多人看來,重力其實就是質量。但實際上兩者是不同的概念,質量是物體固有的特性,而重力是因為物體擁有質量在萬有引力的作用下產生的壓力。在物理學上,重量用m表示,而重力用mg表示,它們的差別就在於g,g就是地球上的重力加速度。由此可見重力和重量是兩個不同的量,並不能混為一談。
而且擁有靜態質量物體的質量是固有特性,在不損失質量的條件下經過任何的變化,質量也不會發生改變。所以,一個重達60千克的太空人登上了月球之後,他的重量也還是60千克,改變的只是他的重力,因為月球上的重力加速度和地球重力加速度不同。而導致重力加速度不同的原因則是兩者對物體引力的不同,月球上的引力只有地球引力的六分之一。
如果是以重力為討論點的話,那麼同一個人在地球上的不同位置也會受到不同的重力。雖然地球表面上看起來比較光滑,但科學家通過重力場分析發現,地球上的重力場實際上並不規則,有些地方的重力強得多,而有些地方的重力弱一些。比如廣州的重力加速度為9.788m/s^2,而北極的重力加速度則達到了9.83245m/s^2。
那麼重達60千克的太空人在月球上受到的重力有多大呢?要想解決這個問題,就需要算出月球的重力加速度,而月球的重力加速度得由萬有引力公式F=GMm/r推出來。經過一番計算,我們可以得出月球重力加速度大約為1.63m/s^2,月球重力是地球重力六分之一的說法由此而來。因此重量為60千克的太空人在月球上的重力為98N,這比地球上的588N要小太多了。也就是說,人類在地球上舉不起重達200千克的物體,在月球上輕而易舉就能做到。
那麼為什麼月球的重力只有地球的六分之一呢?這與月球密度有關,密度越小的天體所擁有的引力就越小,密度越大的天體就擁有越大的引力。經過眾多科學家的研究發現,宇宙中密度最大的天體應該就是黑洞,因此它也擁有宇宙中最強的引力。黑洞的引力到底有多強的呢?凡是進入它視界範圍內的任何東西都會被它吞噬,連光線也無法逃脫。除了黑洞之外宇宙中還存在許多超大密度的天體,例如中子星等等。這些天體都是人類的探索目標,對它們的探索將會推進人類在天文方面的發展。