我們?yōu)槭裁床粫?huì)從地球上掉下去

墨 菲

因?yàn)榈厍蛴械匦囊?它是不會(huì)讓任何東西掉下去的,它只會(huì)把這些東西牢牢吸引在它的表面。地球上的所有東西都不例外,包括天空、海洋,以及人類。

沒錯(cuò),你再說一遍?

這樣,咱們還是從頭開始說吧。牛頓曾經(jīng)解釋過地球引力的作用原理,比如當(dāng)你拋出一件東西時(shí),它會(huì)怎樣落地,又為什么會(huì)落地,以及我們怎樣才能控制它落地的速度等等。我說得對吧?

差不多吧。

好。他還告訴我們,引力不僅可以吸引物體掉落到地面上,還會(huì)造成物體之間彼此相互吸引。物體的體積越大,這種吸引力就越強(qiáng)。而地球是我們生活的這個(gè)世界上最大的物體,所以地球上的所有東西就都被它的超強(qiáng)引力吸引住啦!

哦,我明白了?？墒谴盆F有引力是因?yàn)樗鼈冇写判?那為什么體積大的物體也有引力呢?

牛頓的引力理論非常巧妙,一直以來我們利用這個(gè)原理解決了很多問題,從行星運(yùn)轉(zhuǎn)到人類登月?？蛇z憾的是,他始終沒有說清楚引力到底是什么東西。

這種力量從何而來,為什么會(huì)存在?連牛頓自己也沒有弄明白。

所以,在200年后,艾伯特·愛因斯坦勇敢地提出了一套創(chuàng)新的理論,大致包括:

太空并不“空”,也不是一個(gè)平面。它更像是一塊布滿凸起和凹坑的布。

這些凸起和凹坑是太空中的物體(比如恒星和行星)在這塊布上產(chǎn)生的扭曲、變形。

引力就是由這個(gè)結(jié)構(gòu)中滾動(dòng)進(jìn)凹坑(或活動(dòng)在凸起周圍)的物體產(chǎn)生的。

呃……我沒聽明白

這么說吧,我們可以把太空想象成一大塊柔軟的橡膠薄片,把太陽想象成一個(gè)籃球。“撲通!”籃球被扔到了橡膠中央,那么在它砸下去的地方將會(huì)發(fā)生變形,在籃球周圍就會(huì)形成一個(gè)凹陷的大坑,對吧?這時(shí),我們再往橡膠上扔一些鵝卵石或網(wǎng)球,你就會(huì)發(fā)現(xiàn):有的鵝卵石和網(wǎng)球會(huì)直直地向前滾去,而有的則由于離籃球比較近,所以會(huì)在籃球周圍旋轉(zhuǎn),甚至繞出一道弧線,最后再掉進(jìn)大坑里面。還有的鵝卵石甚至?xí)@球轉(zhuǎn)上整整一圈。

所以……

所以行星才會(huì)圍繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)啊。不只是行星,還包括小行星和彗星。也正是因?yàn)檫@樣,衛(wèi)星才會(huì)繞著行星運(yùn)轉(zhuǎn),人造衛(wèi)星和宇宙飛船才會(huì)繞著地球運(yùn)轉(zhuǎn)。

一般說來,體積較大的物體都會(huì)在太空中砸出凹坑,其他體積較小的物體就可以繞著它運(yùn)轉(zhuǎn),或是直接與它發(fā)生碰撞。如果體積大的物體的速度和動(dòng)量達(dá)到一定程度,體積小的物體就會(huì)永遠(yuǎn)繞著它轉(zhuǎn)下去。而如果大物體的速度不夠快,體積小的物體就會(huì)掉進(jìn)坑里,最終停留在大物體的旁邊。

所以說,行星、彗星和小行星都是在繞著一個(gè)由太陽形成的引力坑運(yùn)轉(zhuǎn)的。月亮則是在繞著地球形成的引力坑運(yùn)轉(zhuǎn)。發(fā)射火箭和人造衛(wèi)星時(shí),人們會(huì)把它們投放到引力坑邊緣,再讓它們繞著這個(gè)坑轉(zhuǎn)圈,直到人們需要它返回為止。

現(xiàn)在再回頭來看看我們的地球:天空、大海、沙漠、冰川、樹、動(dòng)物和人其實(shí)都是待在地球形成的坑里,被引力牢牢地吸引在地球表面的。所以我們都不會(huì)掉下去。

(吳順國摘自《打破沙鍋問到底:科學(xué)博物館現(xiàn)場提問集》

北京科學(xué)技術(shù)出版社)