為什麼人在宇宙會失重?引力沒有消失,難道重力也會被偷走?

2021-01-15 奇點使者

引言:我們在地球上的時候,無論是在地下的負一層,還是在摩天大樓的最高層,我們感受到的重力都是一樣的。甚至我們在乘坐飛機的時候,飛機的高度達到了近一萬米的高空也一樣。但為什麼太空人一去到宇宙,就會失重了呢?

有些人可能覺得飛機的高度還不足以體現引力的衰退,認為到了只要到達幾十千米的高空引力就會迅速地消退。甚至還有人覺得,既然地球的大氣層那麼厚重,就一定是大氣層隔斷了地球的引力。或者有人認為,引力的衰頹並不是線性的,而是到了某一界限,引力就會突然消失。其實這些想法都不是正確的。引力並不是像是磁力,或者力一樣,在力的特性曲線上有一定的範圍。引力是一種長程力。它永遠不會憑空消失,也不會憑空產生,引力的範圍可以延展到無限遠的地方。

其實有上述那些不正確的想法也不意外,因為在一些關於航空航天的視頻或者圖像中,太空人總是飄浮在空氣中,處於一種失重狀態。而且一些不嚴謹的書籍中,還會直接說人類在宇宙中就會失去重力,其實這是一種錯誤的說法。有人就會疑惑了,剛才你不是說太空人在宇宙中會失重,那為什麼失去重力就變成錯誤的說法呢?就好像甲狀腺疾病「大脖子病」一樣,我們稱呼它為大脖子病醫生就知道是甲狀腺腫大這種疾病,但是如果描述它為脖子會變大的疾病就是錯誤的一樣。

其實我們只要用牛頓經典力學中的第二定律就可以很好的解釋這個問題。如果我們對人類做一個受力分析,在地球上,無論我們之所以能夠感受到重力,是因為無論我們在做什麼事情,都會受到一個向下的重力。我們站在地上的時候,我們會感受到地面給我們的支持力。當我們跳起來的時候,我們就只會感受到一個重力。但是太空中,太空人雖然表面上看起來是不動的。但是實際上,太空人所搭乘的宇宙飛船正在以一個非常高的速度環繞地球。

我們在高中的物理課本上可以學習到,當一個物體在做圓周勻速運動的時候,它會受到一個離心力。雖然太空人看起來是靜止的,但是實際上是在做高速的勻速圓周運動。就像你在坐高鐵一樣,除了我們能感受到高鐵在加速,其他的時候無論是三百的時速還是五百的時速,我們都無法感知出來,因為我們已經處於一個平衡狀態了。而太空人比在地球上的我們多受到了一個離心力,根據離心力的計算公式,我們會發現剛好等於太空人所受的重力。也就是說,太空人在宇宙並不是失去重力,只是多了一個力與它抵消罷了。

神舟九號在太空運行的時候,女航天員劉洋曾經給我們在太空中直播做一個稱量物體質量的試驗,我們會發現雖然方法不一致,但是稱量的結果卻和在地球上的一樣。但是在宇宙中,我們所受到的引力卻是會變小的。因為根據萬有引力公式,相同情況下,物體所受到的引力與它的質量呈正比,與它的距離的平方呈反比。從中我們會發現,距離的增加會使引力衰減得特別快,距離增加兩倍,引力就會衰減四分之一。

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  • 人在太空會失重,星體為何卻不會失重?
    這從物理的角度來說,就是失重。那麼就會有人提出疑問:離開地球表面才幾十公裡,為什麼人在太空就會失重了呢?難道是引力消失了嗎?還是人的重量被偷走了?首先,我們要排除引力消失這個想法,因為這個想法本身就是錯的。因為離開地球表面幾十公裡,引力是不會消失的,甚至都沒啥變化。而對於人在太空中失重是與引力消失有關的這個問題,嚴格來說,與引力消失也是沒有關係的。
  • 人在太空中消失的不是引力,而是失重,你的重量被偷走了
    在當今如此發達的時代,看著我們人類在宇宙中取得的巨大成就,你會不會有這樣的疑問:離開地球表面也不過幾十公裡,為什麼引力就消失得這麼快?這裡告訴你,這個想法是錯誤的,因為就算是火箭或者飛船離開地球幾十公裡了,引力也不會很快就消失的,甚至還不會有太大的變化,就算是幾百公裡,引力依然存在,所以這個問題所說的離開地球幾十公裡引力的消失,可能是說人到了太空後就會失重,但是這與引力的消失沒有任何的關係,因為引力是一種長程力,所以永遠都不存在消失這一說法。
  • 身處太空時為何會失重?並非引力逃跑,而是物體重量被轉移了
    說到這,不知大家是否有疑問,當處於失重狀態時,事物的重量變輕了,這是否意味著事物的引力被偷走了?答案是否定的,太空沒必要偷走物體的引力,同時它也沒有能力偷走。
  • 為什麼人在太空中會失重?其實並不是引力消失,而是被轉移了
    相信學過物理的人,都會知道,宇宙萬物都是有引力的存在,太陽有引力,所以,八大行星圍繞著太陽運轉,地球有引力,所以所有在地球上的物體都乖乖的待在地面上,試想一下,如果有一天,束縛你的引力消失了,你可能會想「自由飛翔」。
  • 星球在太空中沒有失重,為何人類卻會失重?
    審核:小文引言:毫無疑問,地球引力對於地球生命來說是不可或缺的環境因素,失去了重力,生命活動將會陷入無盡的混亂。但是當人類去到距離地表十幾公裡的地方時,又會出現失重現象,難道地球引力就真的不過如此嗎?從一些以太空為題材的科幻電影中,我們可以看到太空人在距離地表十幾公裡的地方就幾乎不受到地球引力的束縛而感覺身體輕盈、自由自在,因此很多人就此認為一旦人體與地表之間的距離逐漸變大,大到一定程度之後地球對人體的引力就完全消失了。實際上這種觀點是存在誤區的,因為他們沒有意識到引力作為宇宙四大基本力之一,它最為顯著的特點就是它的作用範圍可以無限廣。
  • 為什麼飛船上會失重,飛機上就不會失重?抱歉,你買的機票不夠貴
    失重有幾種實現方式,一種是自由落體中會出現失重,另一種則是環繞地球的圓周飛行中,「離心力」和引力平衡的狀態,而飛機來模擬失重則是前者,它是如何實現的呢?垂直下降速度等於自由落體速度這不就是飛機墜毀了麼?
  • 重力突然消失會怎樣:宇宙一切事物不再有意義
    但是,如果有一天重力消失,那將會是什麼樣的情景?儘管從物理學上講這種情況並不會實際發生,但是許多人還是希望能夠找到這個問題的答案。下面我們根據一些專家的說法來猜測重力突然消失時將會發生什麼。  物理學家傑伊-巴基曾經是美國宇航局的一名太空人,他曾經在一個學術講座中提到了重力消失對人體的影響。巴基認為,我們的身體已經適應了地球引力環境。
  • 關於外太空的最大神話是什麼:失重是因為沒有引力!
    應該是傳說中的無重力狀態吧,但你知道嗎?這種說法其實是錯的,人們對失重是什麼,很多其實並不了解,當他們看到太空人在宇宙空間站的內外漂浮時,就倉促地得出空間站沒有重力的結論。只要存在任何質量和空間,就有重力的存在。重力是由於質量的存在而產生的時空曲率。太空中的太空人同樣可以感受到太陽引起地球繞太陽運行的引力影響。
  • 為什麼愛因斯坦會說引力作用並不影響存在?引力的本質是什麼?
    太陽的升降,海洋在野外的潮汐,地球上某些事物的運動規律都與一個物理概念有關,那就是「重力」,什麼是重力? 引力在物理學中有多重要? 今天,結合量子探索,深入重力的故事,探索四種基本力之一的「重力。在太空中,太空人進入「失重」狀態,無法控制自己的行動,這給生命帶來了許多困難,但在地球上,由於重力的限制,一切都變得非常有規律,所以重力幾乎無處不在,在我們的日常生活中,你必須無處不在地思考它,人們普遍認為重力導致物體產生重量,但事實並非如此,重力是由重量產生的。
  • 為什麼太空中沒有人造重力?那要如何才能產生人造重力?
    【博科園-科學科普】如果把一個人放在太空中,遠離地球表面的重力束縛,那麼他將體驗失重的狀態。儘管宇宙中的所有物質都在引力作用下「拉」著它們,同樣也會拉著飛船,所以人會漂浮著。在外層空間,即使宇宙中的所有質量都像正常一樣被吸引,在地球上沒有「向上」或「向下」,因為宇宙飛船和船上的每個人都以同樣的速度加速。
  • 在太空中的太空人,明明受到引力作用,為何還會處於失重狀態?
    我們在看宇宙員在太空行走的畫面或者視頻時,會發現他們好像不受到任何重力作用而懸浮在空中,這就是我們常說的失重狀態。但是按常理分析,這些太空人在太空中勢必會受到其它星體特別是太陽和地球的引力作用,那麼為什麼太空人沒有被因引力作用而最終墜落到這些星體之上,而是處於懸浮在空中的失重狀態呢?
  • 若重力消失一秒鐘會發生什麼?
    因為呢重力不只讓你固定在地球上,也把你體內所有的原子固定在一起。若這種力完全消失,哪怕是這麼短的時間,你還是可能煙飛雲散。如果你沒散的話,那你會開始飛離地面了。當然你不會飛很高,因為一秒不夠飛很遠。如果重力只在你身上失效,那你會上升大約3或4公分,然後摔下來。沒啥大不了的。但你的思緒會被肺部缺氧的情況所佔據,因為少了重力,你的血液會停止輸送。那麼若這也影響了周圍的物品,你不在家裡就是運氣好。
  • 太空人在太空中 為何會「失重」
    宇航失重,是指物體失去了重力場的作用,當物體處於失重狀態時物體除了自身重力外,不會受到任何外界重力場影響。所謂重力,是物體所受地球的引力的一個分力(大小几乎等於引力)。引力的大小與質量成正比,與距離的平方成反比。就質量一定的天體來說,物體離它越遠,所受它的引力越小,即重力越小,在足夠遠的距離上,它的引力可以忽略不計。
  • 地球引力消失五秒鐘會怎樣?
    據國外媒體報導,我們經常說某個人「腳踏實地」、或者「一步一個腳印」,這些人一般不會有「虛無縹緲的想法」。這些詞都可以用來形容某人謙虛、清醒和務實,腦袋裡沒有充滿了理想主義和不切實際的幻想。但說實話,讓我們真正「腳踏實地」的並不是謙遜的品質,而是引力。哪怕地球失去引力僅僅五秒鐘,我們所知的一切生命都將就此終結。
  • 為什麼自由落體會使你失去重量,即使在重力的存在下也是如此
    愛因斯坦認識到,如果電梯持續下落並未及地表,那麼這個不幸的男子就會浮起來,因此他會感覺到失重。這一思想的含義在今天看來似乎無關緊要,但是對於我們理解宇宙卻具有重大意義。值得強調的是,這一想法對於實現人類時光旅行的深切願望具有重要意義。
  • 在沒有重力的太空中,天文學家是怎樣測量到太陽比地球重33萬倍?
    如果因為沒有來自地球的引力在太空沒有重量,我們如何知道太陽的重量是地球的33萬倍?好吧,問題的三個部分都暴露了誤解,讓我們解開這個問題。第一,這並不是說你在太空中沒有重量。當你現在在太空中,自由落體時是失重的。
  • 假如地球引力突然消失,地球上的水會怎麼樣呢?看完恍然大悟
    可能有人說了,地球沒有了引力,人也也飄到空中,不過人類是智慧生物,可以通過科技手段將身體繼續固定在地面上,其它建築或許也可以固定在地面上,但水會流向高空。那麼是不是流向高空就沒事了呢?假如地球沒有引力後,大氣層也會留不住,會慢慢向太空擴散,沒有了大氣層的保護,太陽風等宇宙射線將會入侵地球,而這時在高空的水也會被太陽風逐步分解,慢慢消散在太空中,到時地球將會沒有水,慢慢變成一個像火星一樣的荒涼星球。
  • 太空飛行器上為什麼有失重環境?
    太空中不存在沒有引力的區域,但在兩個天體之間卻存在引力相互抵消的引力平衡點,如果太空飛行器的運動軌跡始終處於引力平衡點,太空飛行器就會處於失重環境。不過,太空飛行器上的失重環境不必只在這種特殊條件下才有,凡是做軌道運動的太空飛行器,都會具有失重環境。  太空飛行器上失重環境產生的原因,也必須從力的相互平衡和抵消中去尋找。  太空飛行器的軌道飛行是圍繞天體的慣性飛行。
  • 如果地球引力消失5秒,會發生什麼?
    也可能你會想逃脫引力,騰空而起,飛上雲端!但如果你知道沒有地球引力的後果之後,就絕對不會再這麼天真了。如果地球的引力消失五秒,我們就會出現全體失重的狀態,並不是你想像中那樣可以漫無目的地漂浮在空中,相反,你會像風滾草一樣快速在空中翻滾。
  • 如果地球引力增加,霧霾會不會消失?
    如果地球的引力增加那麼細顆粒物是不是就無法漂浮起來?所以就無法形成霧霾?引力增加會對世界造成什麼影響?嚴格來說,霧霾天氣實際上是霧和霾的組合,因為霧是汽聚集,霾是顆粒聚集,所以霧和霾都是災害天氣,有時同時出現。