你一定不知道:太空引力與地球引力的那點事!

2021-01-09 邊界筆記

繼續昨天的話題,我們知道在距離地球六千多萬光年外的地方,有一顆急速旋轉的中子星,被稱為黑寡婦脈衝星。

這兩顆星每隔9個小時,就會互繞一次。由於它強烈的輻射,讓它的伴星(褐矮星)產生了爆炸。我們身在在地球上,可能會覺得這不過是遙遠星空外一場暴力的煙火,與我們沒有絲毫的關係。但是你需要知道一點:這兩顆星正把我們拉向它們,同時我們也在往回拉,我們兩邊中間雖然隔著數兆公裡,卻通過萬有引力(重力)緊密的聯繫在了一起。

萬有引力是任何兩個有質量的物體間相互吸引的力量,也就是說,宇宙中的任何兩個物體,都具有互相吸引的性質:每一個星球、黑洞、人類、手機、與原子都不斷有互相吸引的力量,所有有質量的物體都參與了這場盛宴。

如果你要問為什麼我們沒有感受到從四方八面而來的拉力呢?這個問題有質量與距離兩個原因所導致的。

最早描述兩個物體引力的方程式是牛頓老爺爺在1687提出的。自從那個時候起,我們的科學家們對引力的了解不斷的深化,但牛頓的萬有引力定律在大部分情況下,仍然是相當好的粗略計算,方程式是這樣的:

兩個物體間的引力相等於一個物體的質量乘以另外一個物體的質量,再乘以一個小數目,叫做引力常數,然後除以兩個物體距離的平方。

如果你將其中一個物體的質量加倍,它們中間的引力會變為雙倍,如果將兩者距離增加增一倍,引力強度就會等於之前的四分之一。你與地球之間的引力將你拉向地球的中心點,就是你所體驗到的重量。

舉個例,假設你站在海平面上時的引力是800牛頓。如果你到死海,引力會很微小的增加,假如你爬到珠穆朗瑪峰山頂上,引力將會減少,減弱的幅度仍然很小,走到高一些的地方會削弱多一點引力,

但是並不能逃避引力。重量是由時空曲率變異所產生的:空間的三個維度加上時間──會因任何具有質量的物體而彎曲。

來自地球的重力在到達距離地表400公裡的國際太空站上,仍可感受到地表引力的90%,幾乎是原來的強度。而航天員感受不到重力的原因是昨天我們說過的,因為太空站一直在向地球的方向不斷墜落、上升。幸運的是,空間站繞地球飛行的速度快到足以讓它永遠不會掉落地面。

而月球的表面離地球大概是40萬公裡遠的距離,在那裡的,你能感受到的地球引力只剩下不到你在地球上感受的0.03%。這時地球給你的引力影響已經非常微弱了,你只會察覺到來自月球的引力,這大約是地球引力的六分之一的樣子。如果離得更遠一些,地球的引力則會繼續減少,但不會是零。

即使我們身在地球上面,我們也仍然會受到遙遠天體和鄰近地球天體的微弱影響,太陽對你施加了大概0.5牛頓的力量。

如果你距離現在把手機放在離你幾米遠的距離,你會感受到與手機間有彼此間有一兆分之一牛頓的拉力。這個拉力與仙女座星系與我們之間的引力相近,該星系在2.5百萬光年遠處,但其質量大約是太陽的一兆倍!

在這些理論裡,有一個特別有意思的事情,那就是我們在談到擺脫重力時有個漏洞,理論上,如果所有環繞我們的相近的質量,幾乎均勻的拉向我們,那我們會怎麼受力呢?比如我們正在地心裡,不會被煮熟或壓碎?

好的,從理論上來講,如果你在地心掏空了一個完美的球形,你就會感受到來自四面八方同樣大的拉力,也就是說,你就失去重量懸浮在洞中間。

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相關焦點

  • 飛機要飛多高就不受地球引力控制,怎樣才能逃出地球引力?
    比如地球在自轉,飛機只要飛到空中不動,一天不就圍繞著地球轉了一圈,這多省油省力呀。這類問題過去多有回答,有興趣的朋友可以查閱時空通訊早些時候發過的相關文章,就不多說了。今天說說有些網友提出的:飛機要飛多高才不受地球引力牽扯呢?
  • 飛機要飛多高就不受地球引力控制,怎樣才能逃出地球引力?
    比如地球在自轉,飛機只要飛到空中不動,一天不就圍繞著地球轉了一圈,這多省油省力呀。這類問題過去多有回答,有興趣的朋友可以查閱時空通訊早些時候發過的相關文章,就不多說了。今天說說有些網友提出的:飛機要飛多高才不受地球引力牽扯呢?飛機飛得再高也受地球引力牽制。
  • 地球上方到多少米的時候就沒有引力了?
    理論上任何一個物體的引力都作用於整個宇宙,所以說不存在地球上方多少米就沒有引力的問題,只能說離地球多遠的範圍,地球引力的影響就不明顯了。可以這樣說,所有抱數據說明的引力範圍都是沒有任何根據的。引力的範圍,可以達到無限遠。但這裡有一點,引力效果的強弱是和距離成反比的。距離越近,引力越強,距離越遠,引力越弱。
  • 引力是如何產生的?是地球創造了引力,還是引力創造了地球?
    引力在我們的生活中是無處不在,就連我們平時的吃飯喝水都離不開引力的作用,但是其實可能很多朋友並不知道引力到底是怎麼來的,那到底引力是從哪裡來的呢?是從地球的內部嗎?其實引力的來源就是時空。按照現有的說法,星球或者物體會在時空中造成凹陷,而這樣的凹陷就是產生引力的罪魁禍首。
  • 為什麼太陽對地球的引力那麼大,對太空中的人卻那麼小?
    太陽對地球的引力和對太空中的人的引力基本上是一樣的,如果你認為不一樣,那只是一種錯覺。錯覺的產生——失重=沒有引力?這種錯覺大概是因為在太空中會產生失重造成的,你可能認為在太空中失重的人沒有受到引力,而在地球上你感受到引力。
  • 太陽系內存在一條太空引力高速路
    當你還在一臉懵逼時,拆遷已經開始,一秒鐘不到,整個地球灰飛煙滅。其次宇宙空間存在著太空引力高速路。美國科學家經過研究發現太陽系內存在著一條星際高速。在上圖「拉格朗日點」上,地球、月球、太陽產生的引力剛好互相抵消,那麼飛船在這個點飛行幾乎不需要能源。
  • 流浪地球:沒有引力勢能的火星「引力彈弓」
    《流浪地球》已經掀起了一股太空熱,有朋友對火星「引力彈弓」持懷疑態度:引力勢能只和位置有關,地球靠近火星時加速,離開火星時減速,最後不是竹籃打水一場空嗎?實際上,這個想法完全正確,「引力彈弓」和火星引力勢能完全沒有關係。
  • 地球的引力突然消失,會產生什麼樣的影響,引力的本質是什麼?
    哈嘍,大家好,歡迎來到《達叔說天文》,今天跟大家聊聊神奇的引力,並說下自己對引力一些微博見解。世界上的力一共分為4種,它們分別是引力、電磁力、弱力和強力。引力產生於任何有質量的物體,大到宇宙天體,小到基本粒子都存在引力。
  • 人在太空中消失的不是引力,而是失重,你的重量被偷走了
    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。
  • 飛機飛多高就不受地球引力控制,怎樣才能逃出地球引力?
    ​我相信可能不止你一個人在有一些時間想像過一個畫面,那就是我們所生活的這個世界已經沒有了地球引力,飛機在天空中飛行也不受到萬有引力的作用,既然你能夠想到這樣一個問題,那你是否自己想像的飛機要飛多高才能不受地球引力控制,怎樣才能逃出地球引力。
  • 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
    我們都知道,水是生命之源,地球水資源佔地球面積的71%,可以說地球是一個水球,正因為有了如此多的水,地球的生命才如此豐富多彩。而地球能保持現在這模樣,是因為地球強大的引力將一切物質牢牢地控制住,不讓這些東西亂跑。假如地球突然沒有了引力,那地球可就亂套了。
  • 一旦便秘就怪地球引力?如廁這種事真跟引力有關係?
    很多朋友總是在便秘的時候就開玩笑說:「都怪引力太小了!」人們總是會調侃他說,一旦便秘就怨地球!意思就是引力不夠導致他無法正常排便。但是這真的跟引力有關係?我們可以參考太空人在太空中的如廁,雖然是失重狀態,但是太空人還是在正常的如廁生活
  • 飛機飛多高就不受地球引力控制,怎樣才能逃出地球引力?
    我相信可能不止你一個人在有一些時間想像過一個畫面,那就是我們所生活的這個世界已經沒有了地球引力,飛機在天空中飛行也不受到萬有引力的作用,既然你能夠想到這樣一個問題,那你是否自己想像的飛機要飛多高才能不受地球引力控制,怎樣才能逃出地球引力。
  • 3.9萬米高空跳傘成功,為何沒有落向太空?地球的引力範圍有多大
    我們都聽過牛頓被蘋果砸了一下然後發現萬有引力的故事,現在我們知道,當物體的速度超過第一宇宙速度(7.9千米/秒)後,就能夠脫離地球,繞著地球轉圈圈,永不落地。但是當這顆蘋果是從地球外面的太空裡掉出來的時候,這顆蘋果肯定不會掉到地面,這又是為什麼呢?
  • 如果地球引力消失5秒,會發生什麼?
    ,可能會羨慕在太空中飛來飛去的太空人。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。地球上的所有的東西都會動起來,房屋,樹木,石頭……一切東西都將開始在地球上瘋狂地翻滾,撞擊,而你的生命就有可能會交付在這場五秒的翻滾中。這是因為此時地球仍然會像平時一樣快速旋轉,要知道,是地球的引力才使一切保持原位。
  • 月球和地球之間的引力運動你了解嗎,一起來看看吧
    大家好,我是本文的作者小白,歡迎閱讀我的文章,先送你一個麼麼噠~能關注我就送你兩個麼麼噠~地球沿著橢圓形的軌道圍繞太陽旋轉,月球以同樣的方式圍繞地球旋轉,但是是什麼力量使地球和月球運行的既定的軌道上呢?為什麼它們不會飛離太空呢?第一個回答這些問題的人是英國科學家艾薩克牛頓。
  • 愛因斯坦和牛頓的「引力」之爭,為什麼愛因斯坦討厭「引力」?
    前面幾篇文章我們都詳細談到了「引力」為啥可以當他不存在,有不少網友就調侃說:引力都不存在了,那我們地球上豈不是所有物體都不需要依附在地球表面了,大家都飛起來了嗎?其實這個調侃有個前提就是,「沒飛起來」一定就是沒引力造成嗎?
  • 軌道和引力的關係,引力是否是構成宇宙「大廈」的棟梁支柱?
    天文學家不僅早就知道「葉列寧」彗星距地球的最近點,並且計算出它對地球產生的潮汐力只有月球的十億分之一,以及一個幾乎可以忽略不計的磁場。未來可能對地球構成最大威脅的是小行星「阿波菲斯」。假如太陽失去引力,所有高速運行的行星都會被拋入太空;行星假如停止轉動,太陽的巨大引力就會把它們吸入自己上千萬攝氏度高溫的熔爐,將地球和人類轉眼化為灰燼。引力是太空中普遍存在的吸引力,是恆星系統形成的基礎,是星系運行的原動力。當然,對不同天體而言,只有引力、質量等因素達到平衡時方可確定關係,正常運行。要達成這種平衡是非常不容易的。
  • 要是有一天引力突然消失,你還有機會拉粑粑嗎?
    難不成你還省了拉粑粑的功夫?很抱歉太空人在太空能飄起來那叫會出現這樣的情況是因為太空人隨著飛行器一起繞地球高速旋轉因此地球對你的引力就此時需要提醒你的是失去引力後你要考慮下地球的感受 痔瘡的發生與痔內靜脈循環不暢有關因為地球引力的緣故久坐
  • 你真的了解質量麼?引力質量VS慣性質量
    那好,我們假設一下你把一個蘋果和稱都帶到月球上,因為月球上的重力大概只有地球上的六分之一,你覺這個蘋果在地球上和在月球上通過這個稱的讀數會一樣麼?如果你還不信,那麼我們在極端一點,我直接把這個蘋果和稱都放在太空上,放在中國的空間站天宮二號裡面,在太空裡物體都懸浮起來了,一個蘋果放在一個稱上面,你覺得稱會有讀數?稱的讀數肯定是0,難道蘋果的質量在太空裡變成0了?