為何60萬億億噸的地球,能懸浮於太空?是何種神秘力量牽制它?

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文/李鵬森

早在人類科技起步之初，人類對地球的了解就受到了極大的限制，甚至連地球到底是什麼樣子都不知道。直到近代，我們人類的科學技術發展到了一定的水平，才發現原來所謂的天圓地方，實際上是錯的。

我們不但知道地球是宇宙中無數行星中的一顆，而且還知道地球實際上並不是一成不變的，它在繞著太陽旋轉的同時，自身也在高速運轉。

物體的重量越大，從空中落下來的速度就越快，要使其懸在空中就越困難。沒有什麼東西能在地球之上違背這個規律，但是有趣的是，地球本身似乎也違背這個規律。地球就像一個巖石行星，雖然重達60萬億億噸，但它仍能懸浮在宇宙中，永遠不掉下來，這到底是為什麼？

你們會發現，即使地球要下沉，但根本找不到方向啊，此時我們聯想到日常生活經驗，發現所謂的下沉，其實就是物體受重力作用，不斷接近引力源的過程，所以如果非要為地球找到下沉的方向，最恰當的方式就是向太陽下沉。

眾所周知，地球並非一成不變，它一直繞著太陽轉，其運動速度大約為每秒30公裡。並且，地球運行的原動力來源於形成初期的原行星盤，從那以後，地球就一直在慣性的作用下運行。一方地球的運動是地球遠離太陽，另一方地球則被太陽的引力所牽引，因此地球的軌道就變成了繞太陽的軌道。

若要簡單地說，地球繞過太陽向外產生的離心力和向內的太陽引力是相等的。

究竟如何定義宇宙中的上下

實際上我們對宇宙的定義方法很簡單，找出地球的北極，很多人一看就明白，指南針的 N指向北極，所以北極就是上，結論似乎對，但方法不對，因為地磁的北極是 S，那麼 N就指向北極，所以北極另有判斷方式，伸出右手，四個手指指向地球自轉方向，然後拇指方向就是北極！

由於人類大多生活在北半球，科學最早也是在北半球發展，因此，我們通常把北極畫得朝上，這是習慣！

但是宇宙沒有絕對的方向，也就不存在所謂的上下之分。在宇宙中，天體分布很廣，沒有絕對參照系，因此天體的方位都是相對的。人們可能認為地球處於太陽的「下面」，或者反過來，也可能認為太陽處於地球的「下面」。

由於重力的作用，我們在地球上能感覺到方向的變化。地面上的所有物體都會受到重力的作用，這個方向就是我們所熟知的「下方」。因為地球是一個球體，所以在地球的不同地方，「下」並不一致，而是全部指向地心。

剛才我們所說的下面，只是約定俗成、習慣上的下面，但對地球而言，它的下面是質心，也就是說，我們每個人站在地球上，腳下就是下面，因此，對地球而言，整個球體表面都高於地球內部！

在17世紀，物理學界出現了一位非常重要的人物，他的名字叫牛頓。牛頓曾被蘋果砸中頭部，因此受到極大的啟發，經過不斷的探索和驗證，牛頓終於提出了引力定律。根據這個法則，宇宙中任何兩個質量物體都會互相吸引，質量越大，它們所受到的引力就越大。

按照萬有引力定律，離恆星越遠的行星所受到的引力越小，它所獲得的作用力也就越小，因此公轉的速度就越慢，外層行星不僅受其母星的引力作用，而且還受到另一種神秘的引力作用，即暗物質的引力作用，這也可以解釋其他一些難以解釋的宇宙現象，例如宇宙加速膨脹的加速力，就是由暗物質所提供的暗能量所致，宇宙中沒有任何物質能提供如此巨大的加速作用力。

黑暗物質(Dark matter)是一種理論上認為在宇宙中可能存在的不可見物質，它可能是宇宙物質的主要成分，但它並不屬於任何已知的物質，這些物質構成了可見物體。在大量的天文觀測中所發現的與牛頓萬有引力相違背的現象，在暗物質存在的假設下，可以很好地解釋。通過天體的運動，牛頓萬有引力現象，引力透鏡效應，宇宙大尺度結構的形成，微波背景輻射等觀測資料，可以看出暗物質在星系、星團和宇宙中大量存在，其質量遠遠大於宇宙中所有可見天體質量的總和。將微波背景輻射在宇宙中的各向異性觀測與標準宇宙模型(Λ CDM模型)結合起來，可以確定暗物質在宇宙中佔總質量的85%、總質量的26.8%。

科學家們發現，暗物質並不是科學家們憑空想像出來的物質，它們存在的證據，比如宇宙加速膨脹的加速動力來自暗能量，而其他恆星系統的外層行星的公轉速度卻與內層行星相同，這顯然違反了萬有引力定律，所以科學家們懷疑是暗能量在起作用，使恆星的外層行星受到與內層行星相同的力，因為暗物質和暗能量是一種看不見的物質，所以科學家們現在還不清楚它的真正面貌，以及它存在於宇宙的什麼地方，儘管人類目前還沒有找到暗物質和暗能量，但可以肯定的是，一旦人類找到了暗物質，那將徹底改變我們的世界觀、宇宙觀。