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地球的质量如此之高,为何在太空中不下坠(持续下坠)

来源:南山南 时间:2023-10-29
我们在生活中有一个常识,那就是如果某样东西没有绳子拉她,它就会掉下来。这就提出了一个有趣的问题,为什么我们的地球漂浮在太空而不是从太空坠落?作为我们人类文明的母星,地球拥有60万亿吨的质量。如此巨大的质量,怎能一直保持“漂浮”?

要知道这个问题的答案,首先要摆脱地球上的思维定势。我们关心的不是地球为什么“浮”,而是地球为什么不“落”。要回答这个问题,我们需要了解什么是地球“坠落”的方向,哪个方向是地球“坠落”。你知道,上、下、左、右是由我们人类文明定义的。在大地上,人是万物的尺度。在宇宙中,因为没有地面作为参照物,所以没有所谓的上下左右。
当然,如果非要为地球的“坠落”强制一个方向,只能依靠引力。一般来说,我们让物体受到万有引力的影响,不断接近引力源的方向就是下落的方向。因此,对于地球来说,朝向太阳中心的方向就是地球下落的方向,因为地球是太阳的行星,基本上完全受太阳引力支配。

那为什么地球没有落到太阳上呢?那是因为地球有一个初速度,这也是地球公转的原因。根据万有引力定律,在日地系统中,太阳倾向于吸引地球,但地球有初速,万有引力就起到了向心力的作用,于是地球围绕太阳做近似圆周运动,导致地球不向太阳方向下落。我们继续思考,为什么太阳没有下山?为什么银河系没有坠落?太阳系在转,银河系在转,谁在转?这就像一个玩偶游戏,一层一层地展开,直到整个宇宙。这就提出了两个终极问题:第一个是宇宙是否有中心?第二个问题是为什么宇宙可以包含所有的物质?
无边界宇宙模型已经告诉了我们第一个问题的答案。我们的宇宙没有中心,因为如果有中心,就意味着我们的宇宙有边界。但哈勃深空场告诉我们,我们的宇宙在大尺度上是各向同性的,这意味着无论我们朝哪个方向看,都能找到相同数量的星系,看到几乎相同的风景。这个证据也表明我们的宇宙没有中心。

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