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地球重达60万亿亿吨,为什么能悬浮在太空,不掉入宇宙深渊呢?

其实地球有多重大师并不是出格关心,但怎么说也比同体积空气重不是吗?但却能悬浮在宇宙中,绕着太阳日复一日,年复一年的公转,却不会往下失落,是不是很神奇?

地球的质量60万亿亿吨是怎么来的?

牛顿发现了万有引力现象,他在1687年给出了万有引力的描述:两个天体之间的引力和它们的质量当作正比,与它们距离的平方当作反比,写当作公式大要就如下:

写公式就是如上图,但牛顿那时并没有给出这个G(万有引力常数)的值,他也曾经想过,可以用一座庞大的山对一个铅锤的吸引,进而求出万有引力常数,再计较出地球的质量,可惜那时连牛顿都感觉这个不成能,因为和地球比拟,山的质量眇乎小哉!

1773年英国皇家天文学家内维尔·马斯基林真的就测试了山对铅锤的吸引力,他选择了榭赫伦山(几乎是个尺度的圆锥体,便利计较体积),而且四周只有它一座高山,颠末数年的不雅测,他得出结论,铅锤被榭赫伦山吸引倾斜了11.6角秒,由此计较出地球的平均密度是榭赫伦山平均密度的1.8倍,继而算出地球总质量为4.772*10^24千克!

榭赫伦山的偏远位置与对称山形对尝试很有利

其实这也算不错了,只差了20%,至少在统一个数目级以内,不外这个测量方式误差太大,而在榭赫伦尝试后的10年后约翰·米歇尔想出了一个绝妙的扭称尝试,测量万有引力常数,成果尝试还没完美他就归天了,卡文迪许接手后继续尝试,终于测出了万有引力常数!

卡文迪许测得的万有引力常数

这个数字精确度极高,只比2014年科学手艺数据委员会保举的万有引力常数值相差小于1%。是以用这个数字计较的地球质量5.965*10^24千克,也根基和此刻差不离了!

地球为什么能浮在太空中?

地球的质量确实很大,与它比拟,即使是所有的海水质量也没有它的万分之一质量,那么它为什么不会往下失落呢?首先我们有一个问题要确定一下,太空中怎么确定上下呢?

我们都知道,宇宙飞船绕着地球在飞,“离心力”和引力抵消,所以在飞船中是掉重的,飞船中的上下我们可以参考舱内的安排来辅助识别,可是到了舱外怎么区分,并且在任何轨道环抱地球飞翔的时辰,我们看到的地球都是一个球体,怎么分辩上下?

宇宙中到底怎么来界说上下

其其实宇宙中我们有一个简单的界说体例,找出地球的海说神聊极,良多人顿时就大白了,指南针的N指标的目的海说神聊极,所以海说神聊极就是上,结论似乎准确,但方式是错的,因为地磁的海说神聊极是S,那样N才会指标的目的海说神聊极,所以海说神聊极还有判定体例,伸出右手,四指指标的目的地球自转偏向天然弯曲,然后大拇指偏向就是海说神聊极!

右手定章,判定海说神聊极偏向

因为人类大都在海说神聊半球,科学最早成长也是在海说神聊半球,所以一般的环境下,我们都是将海说神聊极朝上画的,这是习惯的上方!

在太空中,真正地“下”在哪里?

方才我们找出的下方,只是商定俗当作,习惯上的下方,但对于地球来说,它的下方指标的目的质心,也就是说我们每一小我站在地球上,脚下就是下方,所以对于地球来说,整个球体概况都比内部在更高的上方!

但在太阳系中就不克不及这样来理解了,我们离开了地球的参考系,在太阳系中,以日心为参考显然是比力合适的,地球绕着太阳公转发生的“离心力”和引力相等,所以地球遏制住了失落落太阳的趋向,是以对于地球来说,日心就是地球的下方!为什么地球没有下落是因为地球的公转,若是谁将它刹车至零,估量要不了多久,地球就失落入太阳了!

用广义相对论的引力场示意图来理解上下也许更直不雅,一张图就能看出上下到底在哪里!地球上的人没有被太阳更大的引力吸走是因为,我们都在地球的洛希瓣之内,在这个规模内地球引力有绝对的节制权,分界点在日地拉格朗日的L1点!

拉格朗日点

宇宙中有真正的下吗?精确的说,应该是有的,至少每个星系必定有,好比银心黑洞就是整个银河系绝对节制的“下”,从引力弯曲空间的角度来看,就如下图:

太阳、中子星和黑洞对于时空的弯曲

不外列位安心,太阳系在距离银心约2.6万光年的位置环绕银心公转速度跨越220千米/秒,足以维持在这个位置继续公转,并且据说银河系存在暗物质才将太阳系抓住,要否则早跑了!

比星系更大规模活动就不太好确认了,好比几亿光年内的星系都朝着巨引源活动,但却因为宇宙膨胀的原因永远都赶不到那边,因为银河系运行的速度只有600-800千米/秒,而就巨引源远离的速度却高达4400千米/秒!

因为整个宇宙一向不竭地在膨胀,1998年两位科学家还发现宇宙在45亿年前还加快膨胀了,是不是有点晕,不知道将来宇宙啥成果,但至少也会在千亿年后才发生,关我啥事呢?

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