在太空中,宇航员以及各种没被固定的物体都会漂浮起来,他们不像在地球上那样会被引力吸在地板上。另外,宇宙中还“漂浮着”各种质量巨大的天体,不管是行星,还是恒星,或者是星系,它们似乎都是悬浮的。那么,难道太空中没有引力吗?为什么物体不会像地球上那里掉下去呢? 事实上,太空中有很多引力,引力无处不在。确实,当你离地球越远,它的引力就会减弱。但它的减弱速度相当缓慢(与核力相比)。引力不会完全消失,引力其实无处不在,只是有时候的引力效应看起来不一样。
当你非常靠近另一个巨大天体时,如月球、火星、或太阳,这些天体的引力作用将会远超地球的引力作用。只有这样,你才会忽略地球引力。因为太空中引力无处不在,其中的天体总是在下落:朝向地球,朝向太阳,朝向银河中心。尽管天体不断在下落,但它们看起来似乎是没有受到引力,而是漂浮在太空中,这里有两个原因。 第一,以地球的标准,太空非常大,而且相对来说是空的。当你从一座桥上跳下时,你知道你在坠落,因为你感觉到空气嗖嗖的往上,看到群山急速向上,水流迅速靠近,然后感觉自己撞进了水里。
因为太空相对来说是空的,当你掉下来的时候,没有多少空气能让你感觉嗖嗖的经过,也没有地标来表明你在移动。太空广袤无垠,你需要数小时到数年的时间才能从太空中坠落,直到你真正撞上一个星球表面(假设对准了目标,这样才会真正撞上),而不是几秒钟就从桥上跳下来了。 第二,引力在太空中不是那么明显,因为天体倾向于绕着轨道运行而不是撞击它们。轨道运行意味着一个天体由于引力而落向中心天体,并且不断地错过它。相比之下,太空如此之大,行星如此之小,所以实际上很难真地击中行星。太空物体通常以双曲轨道环绕行星,或者滑入行星周围的轨道。因此,火星探测器飞到火星表面,需要科学家团队进行非常精确的计算,以确保火星探测器不会错过火星。
绕着一个行星坠落而不是撞上它,这看起来不像是我们所习惯的地球引力,但它是完全一样的坠落。在地球轨道上的宇航员并没有体验到“无重力”。他们经历几乎所有的地球引力,不过没有任何阻力。这就是所谓的“自由落体”,自由落体看起来像是下落参照系中的漂浮。 令人困惑的是,科学家们把一个太空轨道环境称为“微重力”。 他们真正的意思是“微加速度”,这是自由落体的另一个术语。这个令人困惑的命名规则源于“重力”这个词在历史上被用来指代任何加速度,而不仅仅是重力。例如,当一个改装赛车达到4 g加速度时,此刻加速度是由旋转的轮胎造成的,与重力无关。
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