太陽的質量和體積都比地球大的多,為什麼太陽的引力沒有地球大?

2020-12-05 宇宙新思維

這是網上的一個提問,下面是我的回答:

太陽和地球大小的真實比例

誰說太陽的引力沒有地球大?引力是相互的,其大小與兩方的質量和距離都有關,如果不先確定它們,引力將無法比較大小,這就是答案。當然題主的意思應該是指同一物體,至於距離並沒有交代清楚,這有三種情形,咱們分別討論。

第一種情形:同一物體距太陽和地球相同距離的引力大小比較。

萬有引力F=GMm/r(G為引力常數,M為天體質量,m為物體質量,r為物體距天體質心距離)可知,距離r一定,這種情況只考慮天體的質量大小即可,哪個天體質量大,哪一個的引力就大,顯然太陽質量大,所以太陽的引力大。太陽的引力是地球引力的33萬倍(因為太陽質量是地球的33萬倍)。

第二種情形:同一個物體分別在太陽和地球表面的引力大小比較。

根據牛頓第二定律F=ma,比較引力大小就是比較引力加速度大小,下面我們來算一下太陽表面的引力加速度g太,設地球質量為M,則太陽的質量M太為330000M(太陽質量是地球的33萬倍);地球的半徑為r,則太陽的半徑R太為109R(太陽半徑是地球的109倍);地球表面的引力加速度為g,G為萬有引力常數,根據萬有引力定律,簡單地說g太≈GM太/(R太)=330000MG/(109R)≈27.8GM/r=27.8g,由此可見,太陽表面的引力加速度是地球表面的引力加速度的27.8倍,所以同一物體在太陽表面附近時受到的引力比在地面附近時受到引力要大的多,是27.8倍。在地球上矗立生存的生物到了太陽上只能變成這樣,前提當然是如果能在太陽上生存的話。

只能爬行

第三種情形:同一物體在同一位置分別受到太陽和地球引力大小的比較。

這種情形又分兩種顯著情形。

1,這個物體靠近或者放在其中一個天體上,比如說放在地球上的情形。萬有引力除了與質量有關外,還與距離的平方成反比,物體與地球的距離是地球的半徑,大小為6317千米;而與太陽的距離則為1天文單位,即日地平均距離,大小為1.49億千米。經計算,太陽對物體的引力僅為地球的千分之一,這種情形,地球的引力大於太陽的引力。

2,這個物體不靠近任何一個天體,處在太空中的某個位置上,其結果根據具體位置而定。這裡只舉一個例子:比如說這個物體就是月球,

月球既不在太陽上,又不在地球上,那它受到太陽和地球的引力哪個大?經計算太陽對月球的引力是地球對月球引力的兩倍多。所以名義上是月球繞著地球轉,是地球的衛星;而實際上是月球伴著地球一起在繞著太陽公轉,下圖以實際比例繪製的圖可看出月球受到的力主要是太陽引力,只是受地球引力擾動而已。

太陽視角的地月運動,其中藍色為地球,黑色為月球,按真實比例繪製。

綜上可知,太陽的引力是巨大的,整個太陽系它是獨一無二的老大,同等情況下它的引力是最大的。地球上的物體雖然受到的地球引力大,但物體一旦離開地球馬上會感受到太陽的引力控制,這從三大宇宙速度可以看出:物體從地球逃逸的速度,即第二宇宙速度大小僅為11.2千米/秒,但物體雖然逃出了地球的引力控制,但依舊沒有脫離太陽的引力控制,想脫離必須達到16.7千米/秒的第三宇宙速度,這個速度比逃逸地球的速度要大。從這裡可以看出太陽的引力是更高層次的存在,是深入骨髓的自始自終地存在。

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  • 太陽對月球的引力是地球的兩倍,為什麼月球不能繞著太陽旋轉呢?
    比如,我們都熟知,太陽系中的行星都繞太陽運轉,是因為太陽巨大的吸引力。但是對於我們居住的地球,卻有一個衛星月亮,繞著地球轉動,為何不能繞著太陽轉動呢?根據牛頓萬有引力定律,星體之間的引力一般和其質量相關,這樣算下來,太陽對月球的引力並不小,甚至大於地球對月球的引力,但為什麼月球還是如此情有獨鍾呢。其實從理論上說,月球也可以繞著太陽轉動,但事實並沒有。
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  • 太陽的引力這麼大,為什麼行星不會被太陽吸走?
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    與此同時,地球還會環繞太陽公轉,這是造成地球季節更替的原因。在過去的45億年裡,太陽一直為地球提供光和熱,所以生命才能在地球上繁衍生息。如果把太陽換成質量相等的黑洞,或者把太陽壓縮成黑洞,這會給地球帶來什麼變化呢?地球會被黑洞摧毀嗎?