60萬億億噸!地球質量這麼大,為何還能漂在宇宙中不往下掉?

1798年，67歲的卡文迪許通過測定萬有引力常數，計算出了地球質量是5.965*10的24次方千克，也就是差不多60萬億億噸。按照日常生活經驗，質量這麼大的地球一定在被什麼東西「託著」，否則肯定會往下掉，但多年來從太空拍攝的地球照片都顯示，地球「好像」是懸浮在太空中的。不僅如此，哈勃望遠鏡拍攝的太陽系其他天體，以及包含上千億顆恆星的星系們，在視覺上也都"懸浮"於宇宙中，但事實正如看到的那樣嗎？

本期將描述宇宙天體運行的基本圖景，並嘗試建立一個寫實的宇宙科普模型，在牛頓的萬有引力定律中，引力是一種無視距離的順時力，質量越大的物體引力。小質量物體會被大質量的物體的引力吸引，但牛頓並沒有弄清楚引力的來源，只能把它當做一種固有屬性來看待。

19世紀末到20世紀初，隨著物理學不斷深入微觀世界並擴展宏觀世界只適用於低速宏觀運動狀態下的牛頓萬有引力還是不適配，進而導致當時的物理學家無法解釋。

包括水星近日點射動在內的一系列問題，基於以上原因，愛因斯坦開始嘗試把引力並如狹義相對論裡光速不變且不可被超越為基礎，最後推導出了一套適用於近光速且強硬力狀態下的廣義相對論，在廣義相對論裡引力不再是虛無縹緲的固有屬性，而是成了質量扭曲時空產生的幾何效應。

通俗來說，就是所有質量小的物體都在向質量大的物體跌落，所以說地球並沒有飄在太空中，而是一直向太陽跌落因為太陽質量佔到了太陽系總質量的99.86%，所以包括地球在內的天體都受到太陽造成的時空彎曲影響，一直在繞太陽公轉或者說向太陽跌落，但就像人造衛星速度達到11.2千米每秒就能繞地球公轉而不墜入地球一樣。

地球近30千米每秒的公轉速度足夠的菱形力來對抗太陽引力，並且在幾乎沒有阻力的太空中，地球可以長時間保持公轉速度進而就能一直繞太陽公轉而不墜入太陽。

總體而言，天體和天體系統的公轉過程就是墜落過程繞誰公轉就是在向誰墜落這裡沒有墜落，只是因為速度合適罷了，宇宙歸根結底就是個套娃，月球繞地球公轉、地球繞太陽公轉、太陽系繞銀河系中心的超大質量黑洞，人馬座a星公轉，銀河系繞室女座超星系團質量中心公轉。