地球那麼重,是不是有什麼神秘力量託著地球不往下掉?

2020-11-22 騰訊網

什麼是重?

首先,我們要對「重量」和「質量」有一個清晰的認識,它們其實是完全不同的兩個概念。關於質量的定義其實是這樣的:質量是物體所具有的一種物理屬性,是物質的量的量度

只是看字面意思很難能夠看懂到底說了什麼。其實關於質量到底是什麼,一直以來都有很多的爭論。不過,目前按照主流的學術認同,我們認為,構成質量的有兩部分,一部分是構成物質的粒子的質量,這是通過希格斯場獲得的能量。

另外99%的質量其實來自於強力約束夸克所釋放出的能量通過質能等價對應的質量。

那什麼是重力呢?實際上,重力本身是和引力有關的。因此,我們初高中時才會學到那個重力的表達式G=mg,g是重力加速度。

在牛頓力學中,並不存在所謂的「往下掉」,這是在地球上的一種錯覺。力是改變物體運動狀態的原因,地球上的物體都會往地面掉落的原因就在於地球引力的存在。

而我們測量重力的方式其實利用的「秤」,說白了就是利用重力的反作用力來稱量。

因此,重力和質量壓根是兩碼事,重力和引力有關,而所謂的「向下掉」其實是重力有關的,也就是和引力有關的。那地球能往下掉麼?實際上,如果地球存在一個「往下的趨勢」,那這個趨勢也應該和地球的受力方向有關,就比如說:如果地球相對太陽靜止了,那地球就會在太陽的引力下跌入到太陽當中。同樣的,如果存在一顆流浪的行星,它所受到的合力如果為零或者受到的力幾乎可以忽略不計,那麼根據牛頓定律,這個流浪的行星要麼靜止,要麼勻速直線運動。這個流浪的行星根本不存在所謂的往下掉的問題。

廣義相對論

我們都知道,在宇宙中,天體之間主要起作用的是萬有引力,牛頓給出了萬有引力的相關理論,只不過,他的理論只適用於弱引力場,所謂的弱引力場就是引力相對較弱的情況,在太陽系中,只有非常接近於太陽,才會是強引力場。而大多數情況下都是弱引力場。而牛頓的萬有引力在強引力場就會出現巨大的誤差。因此在解釋引力方面,愛因斯坦的廣義相對論的普適性更好。

在廣義相對論中,愛因斯坦認為:引力的本質是時空的彎曲。說白了就是天體的質量其實是可以壓彎周圍的時空的。

如果我們轉化為二維平面來看這個事情,那就是太陽彎曲了周圍的時空,而地球沿著彎曲時空的「直線」(也被稱為測地線)在運動,因此從這個角度上看並不存在所謂的「引力」,引力只是宏觀的表現,實際上,地球只是在沿著時空在運動而已。惠勒曾經總結過愛因斯坦的廣義相對論說到:時空告訴物質如何運動,物質告訴時空如何彎曲。

因此,如果我們非要找到是什麼「託住」了地球,那一定就是四維時空,而不是什麼神秘力量。地球沿著時空在運動,就類似於我們平時沿著地面在運動,不同的是我們與地面是有力的作用關係的,而地球和時空並沒有。不僅地球是這樣,其實宇宙中的天體都是這樣。

最後,我們來總結一下,從牛頓力學的角度來看,根本不存在所謂的「往下掉」的情況,物體只有受了力的作用才有可能改變運動狀態,在地球上感覺到東西在往下掉是因為重力的存在,而重力和引力有關。而從愛因斯坦的廣義相對論來看,「引力」其實只是時空彎曲的一種宏觀體現,地球是沿著四維時空的測地線在運動,所以如果一定要問是什麼「託住」了地球,那一定就是時空,只不過這裡的「託住」並沒有力的相互作用。

相關焦點

  • 地球為什麼不往下掉?難道有神秘力量在託著它嗎?
    月球繞著地球轉、地球繞著太陽轉、太陽系帶著八大行星繞著銀心轉、銀河系繞著本星系群的質心轉、本星系群還要繞著室女座星系團中心來轉…這一切的一切都跟引力有重要的關係。而我們在地球上感知到「下墜的力」也是引力,而地球上「下」指的是地心方向,也就是引力的作用方向。那麼到太空之後,地球的下指的就是日地連線指向太陽的方向。
  • 地球其實並不是懸浮在空中的,是什麼神秘力量託著它不往下掉?
    嚴格來講,地球並不存在「往下掉」這種說法,因為太空中根本就不存在上和下的概念。因為上下左右是地球上人以地球中心為參照物而看。但在宇宙中地球就是一個小砂子,四面八方都是上,也都是下,如果以太陽為中心說,以太陽為參照物這面為上,那背對太陽陰面時,即黑夜三更可能就是下了。
  • 地球其實並不是懸浮在空中的,是什麼神秘力量託著它不往下掉?
    嚴格來講,地球並不存在「往下掉」這種說法,因為太空中根本就不存在上和下的概念。因為上下左右是地球上人以地球中心為參照物而看。但在宇宙中地球就是一個小砂子,四面八方都是上,也都是下,如果以太陽為中心說,以太陽為參照物這面為上,那背對太陽陰面時,即黑夜三更可能就是下了。
  • 地球重達60萬億噸,是怎樣的力量,支撐它懸浮在宇宙中?
    以這種情況來看很多比地球更亮更大的心情,極有可能也懸浮在這太空之中,那麼到底是怎樣的力量能夠支撐如此重的重量而不往下掉呢?地球重達60萬億噸,是怎樣的力量,支撐它懸浮在宇宙中? ,可見它的引力也不小。
  • 地球重達60萬億億噸,它靠什麼力量支撐,才從不往下墜落?
    地球重達60萬億億噸,它靠什麼力量支撐,才從不往下墜落?一根羽毛和一隻大象最明顯的區分就是重量,地球上的每個物體都有重量,只是大小不一樣罷了。例如高空拋物,越重的物體下落速度越快,越輕的物體雖然下落速度慢,但也會掉落到地面上。
  • 地球那麼重,為什麼能懸浮在太空中?科學家作出了解釋
    對於我們來說,地球很重,它的質量為5.97億億億千克。那麼,如此重的地球是怎麼懸浮在太空中的呢?什麼力量在託著地球不往下掉呢?隨著牛頓的萬有引力定義出來了之後,科學家們才逐漸給出了答案,那就是引力的緣故,其實萬物之間都是有引力的,只不過引力的作用大和小的區別之分罷了。並且太陽系所有的行星都在太陽強大的引力下進行圓周運動。之所以能夠穩定地運動著,從力學上來講,就是地球受到了向心力和離心力大小相等,但是方向相反,因此地球在整體上受力平衡。
  • 為什麼地球漂浮在空中不會往下掉,而地球上的東西都會往下掉
    牛頓曾經思考過一個問題,蘋果為什麼會往下掉,而不是飛到空中呢,其實我們也應該有一個疑惑,在宇宙裡看地球,地球一直處於空中卻不會往下掉,而我們在地球上的時候,為什麼物體都會往下掉呢,如果非要下一個定義的話,那就是地球的下方就是太陽,地球是太陽系八大行星之一,如果地球往下掉的話就會掉進太陽裡,所以地球為了不被燒成一團灰燼
  • 既然地球是圓的,為何水不會往下掉?牛頓告訴你答案
    在信息閉塞的時代,世界各地交流並不密切,且對地球的研究十分局限的古代。比方說,中國古代人民認為天是圓形的,地是方形的,天蓋著大地,在大地上有四根柱子銜接著天與地,讓天地之間有了距離,即「天圓地方」。那麼,為什麼人站在地球上不會往下倒?人們認為這是因為我們站在地球的中心或者上方。
  • 地球質量高達60萬億億噸,為什麼它能夠「漂浮」空中?
    很多人不知道我們的地球質量高達60萬億億噸,這麼重的質量,為什麼不往下掉,究竟是什麼神奇的力量在託著地球,不讓它忘下掉落呢?我們生活在這個地球上,往往一個物體沒有了支點就會一直往下墜落,比如從飛機上扔下一個籃球,籃球失去了飛機這個支點,它就會一直往下墜落,直到砸下地面,然後反彈起來,但最終它也會慢慢的「躺」在了地面上那我們的地球下方究竟又是什麼呢?地球「飄」在空中沒有任何支點,它為何不像籃球一樣往下墜落,直到找到一個支點呢?
  • 地球重60萬億億噸,是什麼力量讓其懸浮在宇宙中?
    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。
  • 地球為什麼飄在太空,而不往下掉?宇宙的上下左右都在哪?
    地球為什麼飄在太空,而不往下掉?宇宙的上下左右都在哪? 隨著人類科學技術的不斷發展,人類對外太空的不斷發掘,最終讓我們知道原來的地球就算很大,但在太陽系中也只是小小一粟,更別提與浩渺宇宙相提並論!地球是一顆藍色的水球,因為地球70%以上的面積被海洋覆蓋。
  • 是誰在「託舉」地球,60萬億億噸的質量,為何不往下墜?
    有句話叫做坐地日行八萬裡,這句話的意思是坐在地上不動一天,就相當於行走了八千裡,這是地球自轉的結果,如果你坐在赤道上地球轉一圈,正好是行走了8萬裡的距離。其實關於這當中星球的轉動問題,一直有一個疑惑在困擾著大家。宇宙中究竟有怎樣的神秘力量呢?
  • 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。
  • 地球為什麼能懸浮在宇宙中,而沒有掉下去?
    這其實是對於物理規律掌握得不夠清晰造成的,天體之所以看起來懸浮在宇宙中,並不是說有「神秘力量」在託著它,而是它自然而然的狀態。在物理學領域,每個時代的學者也都在思考這個問題,那具體是咋回事呢?亞里斯多德vs牛頓力學這裡的誤會主要集中在對「力」的認識上。
  • 為什麼地球不會往下掉,反而漂浮在太空?宇宙的上下都在哪裡?
    為什麼地球不會往下掉,反而漂浮在太空?宇宙的上下都在哪裡?讀萬卷書不如行萬裡路,行萬裡路不如閱人無數,歡迎收看本期內容。相信很多小夥伴對於太空中的了解也是比較多的,雖然在如今各方面的發展是非常迅速的,但是避免不了其他天體的未解之謎。大家都知道,我們生活的地球一直以來都是在太空中漂浮著的,而在宇宙中的星球也是非常多的,但是大家有沒有發現,所有的星球都有一個共同點,就是這些星球在宇宙中一直都是漂浮著的,從來都不會往下掉。
  • 地球重60萬億億噸,為什麼它可以漂浮在太空,不往下墜落?
    從出生到死亡,我們所有人都生活在地球上,因此我們所看到的現象,掌握的規律,我們的常識和直覺都來自於地球表面。那麼我們在地球上最常會感受到什麼?看到什麼?最直觀的感受就是,站在地面上有上下之分、有方向感,腳踩的大地是下,頭頂的天空是上;我們整天都會看到比空氣密度更大的物體下落到地面。
  • 60萬億億噸的地球,靠什麼力量懸浮在宇宙中,它為何不往下掉?
    任何有質量的物體都具有引力,任何兩個有質量的物體之間都具有相互的引力作用,地球作為一個重達60萬億億噸的巖質行星,自然擁有強大的引力,所有有質量的物體都會受此引力影響而向地心移動,所以任何物體在不受其它力作用的情況下都會向地心墜落。儘管如此,但要克服地心引力讓物體懸浮於空中也並非什麼難事,因為引力是四種基本力中最弱的,而且是非常的弱。
  • 60萬億億噸的地球,靠什麼力量懸浮在宇宙中,它為何不往下掉?
    任何有質量的物體都具有引力,任何兩個有質量的物體之間都具有相互的引力作用,地球作為一個重達60萬億億噸的巖質行星,自然擁有強大的引力,所有有質量的物體都會受此引力影響而向地心移動,所以任何物體在不受其它力作用的情況下都會向地心墜落。儘管如此,但要克服地心引力讓物體懸浮於空中也並非什麼難事,因為引力是四種基本力中最弱的,而且是非常的弱。
  • 地球不停旋轉了46億年,難道有股神秘力量暗中一直推著地球轉動?
    千百年來,人類一直都幻想著能夠發明一種不需要能量就可以對外做功的機器,我們稱這種機器為永動機。人類為了發明永動機,嘗試了各種方法,但是都沒有成功。後來,隨著科技的進步,人類才發現在現實中根本不可能存在所謂的「永動機」,因為自然界的任何物體都遵守愛因斯坦提出的質能守恆定律,而「永動機」則明顯違背了質能守恆定律,所以不僅在地球上,在太陽系 銀河系甚至整個宇宙中都不可能存在真正意義上的永動機。
  • 是什麼力量讓星球都懸浮在太空中,它們會掉下去嗎?會掉到哪裡去呢?
    牛頓定律 「是什麼力量讓星球都懸浮在太空中,它們會掉下去嗎?會掉到哪裡去呢?」,其實會有這樣的問題,還是因為沒有徹底地理解牛頓定律。所以,我們可以先來簡單聊一下牛頓到底說啥?