關(guān)于太空的資料(關(guān)于太空的資料100字)

地球在太陽(yáng)系八大行星當(dāng)中，其實(shí)算不上個(gè)頭大的，質(zhì)量只能排到第五名。但是哪怕是這樣，地球的重量依舊能達(dá)到60萬(wàn)億億噸。

承載著數(shù)百萬(wàn)種生命的地球

此前，許多人十分不解，按理來(lái)說(shuō)地球這么重，在宇宙中應(yīng)該像鉛球一樣“下墜”才對(duì)，可是它卻穩(wěn)穩(wěn)地在一個(gè)位置，并且還能同時(shí)兼顧自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)。

那么，這么重的地球，到底為何能飄在太空中，而不向下墜落呢？接下來(lái)，就讓我們一起來(lái)看看吧！

宇宙中的地球構(gòu)想圖

人類(lèi)雖然自詡地球上唯一誕生過(guò)文明的物種，但是其實(shí)在科技有了較大的進(jìn)步前，一直對(duì)地球知之甚少。相信直到現(xiàn)在，許多人對(duì)于地球的“三圍”到底是多少，都不是特別的了解。所以，咱們先來(lái)回顧一下地球的基本信息，尤其是它的重量。

地球的直徑為12756千米，平均密度是5507.85千克/立方米，質(zhì)量或者說(shuō)是重量為5.97×1024千克，體積為1.08×1012立方千米。這就是地球三圍的基本情況，其重量四舍五入之后大約就是60萬(wàn)億億噸。

科學(xué)家們是如何測(cè)量地球的呢？

有人可能會(huì)想，這個(gè)重量是怎么得到的，難道說(shuō)科學(xué)家真的造了個(gè)“秤”，去給地球稱(chēng)重了嗎？

顯然以地球的體格來(lái)說(shuō)，咱們是造不出這么大的秤的，所以科學(xué)家還是根據(jù)計(jì)算得出這個(gè)結(jié)果的。

在1789年時(shí)，英國(guó)的著名物理學(xué)家亨利·卡文迪許就通過(guò)“扭秤實(shí)驗(yàn)”算出了地球的質(zhì)量。當(dāng)他公布這個(gè)結(jié)果的時(shí)候，不少人都不相信，認(rèn)為他的數(shù)據(jù)肯定是有錯(cuò)的。不過(guò)，根據(jù)后來(lái)的驗(yàn)證結(jié)果來(lái)看，卡文迪許算出的地球質(zhì)量與如今的數(shù)據(jù)誤差很小。

卡文迪許扭秤實(shí)驗(yàn)示意圖

他之所以能夠通過(guò)實(shí)驗(yàn)和計(jì)算得到地球的質(zhì)量，與牛頓的萬(wàn)有引力有著密切的關(guān)系。因?yàn)槠渑こ訉?shí)驗(yàn)本身就是根據(jù)萬(wàn)有引力定律，求出引力常數(shù)G，然后再將其代入公式進(jìn)行計(jì)算就可以得到結(jié)果了。

值得一提的是，不僅卡文迪許給地球稱(chēng)重需要用到萬(wàn)有引力定律，就連地球以60萬(wàn)億億噸的重量在宇宙中能不下墜也與萬(wàn)有引力相關(guān)。

引力效應(yīng)示意圖

關(guān)于地球會(huì)向下墜的認(rèn)知，其實(shí)是我們的一種誤解。因?yàn)樵诘厍蛏夏闵星铱梢砸阅硞€(gè)參照物，來(lái)區(qū)分出上下左右，但是到了宇宙當(dāng)中，上下左右就無(wú)法界定了。畢竟宇宙的尺度和天體在其中的狀態(tài)，都決定了在宇宙中不能用地球的“方位概念”去區(qū)別。

所以在這種情況下，地球在宇宙中“向下墜落”本就不成立，畢竟我們也無(wú)法說(shuō)清楚，這個(gè)向下是朝著太陽(yáng)奔去，還是遠(yuǎn)離太陽(yáng)。

宇宙是沒(méi)有方向也沒(méi)有絕對(duì)位置的

當(dāng)然，這一點(diǎn)并不影響我們解釋另一個(gè)問(wèn)題，那就是為啥地球能飄在空中。

在我們的眼中，地球上下左右的極大范圍之內(nèi)都是一片空，沒(méi)有支撐它漂浮的東西。但實(shí)際上，地球的漂浮不需要“托盤(pán)”或者“引線”，只需要萬(wàn)有引力就夠了。

地球和太陽(yáng)之間存在著萬(wàn)有引力

在萬(wàn)有引力的規(guī)律下，物體的質(zhì)量越大代表著其引力越大，因此太陽(yáng)系當(dāng)中的引力王者肯定是太陽(yáng)。而作為王者，肯定是要收一些“小弟”的，就這樣太陽(yáng)系的各大天體在太陽(yáng)的引力吸引和束縛之下，成為了它的孩子，在既定的軌道之上圍著它做運(yùn)動(dòng)。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，地球和太陽(yáng)之間看似相隔甚遠(yuǎn)，甚至說(shuō)沒(méi)什么表面的關(guān)聯(lián)。但實(shí)際上，太陽(yáng)強(qiáng)大的引力就像是無(wú)形的絲線，正在牽著地球。這根絲線十分強(qiáng)大，它不僅能讓重達(dá)60萬(wàn)億億噸的地球“漂浮”在空中，還能扯著它環(huán)繞自己做運(yùn)動(dòng)。

地球的公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)示意圖

萬(wàn)有引力確實(shí)能夠讓星系的結(jié)構(gòu)維持在相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)下，因?yàn)楦鶕?jù)科學(xué)家的研究，太陽(yáng)系在形成不久之后就一直維持著現(xiàn)在的狀態(tài)。

不過(guò)，這種穩(wěn)定并不會(huì)表現(xiàn)為“公式化”，即所有行星之間的距離都差不多。畢竟大家的質(zhì)量和體積也是不一致的，所以肯定會(huì)表呈現(xiàn)出差異。

八大行星圍繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的速度都不同

對(duì)于萬(wàn)有引力使太陽(yáng)系維持穩(wěn)定，早在1609年時(shí)就有科學(xué)家發(fā)表了相關(guān)著作，正是開(kāi)普勒在《新天文學(xué)》和《世界的和諧》當(dāng)中的論述。

他指出行星運(yùn)動(dòng)有三大定律，第一就是橢圓定律，指的是運(yùn)動(dòng)軌道是橢圓的。第二是面積定律，指的是行星到太陽(yáng)的連線在相同的時(shí)間內(nèi)掃過(guò)相同的面積。最后一點(diǎn)則是和諧定律，開(kāi)普勒認(rèn)為行星繞著太陽(yáng)的公轉(zhuǎn)周期的平方等于橢圓半長(zhǎng)軸的立方。

開(kāi)普勒三大定律示意圖

綜上所述，科學(xué)家確實(shí)不會(huì)用我們固有觀念中的東西去對(duì)宇宙中的各個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)際測(cè)量，但是他們能夠憑借現(xiàn)有的公式推導(dǎo)出很多東西。就像卡文迪許那樣，這大抵就是物理學(xué)的奇妙之處吧！

不過(guò)，萬(wàn)有引力又是如何被人們發(fā)現(xiàn)的呢？難道說(shuō)科學(xué)家也是通過(guò)憑空想象就得到了萬(wàn)有引力的規(guī)律嗎？

引力的概念圖

實(shí)際上，萬(wàn)有引力的發(fā)現(xiàn)與建立，是經(jīng)過(guò)了漫長(zhǎng)的積淀的。如今我們一提到萬(wàn)有引力，就會(huì)說(shuō)這是牛頓的成就。殊不知如果沒(méi)有亞里士多德、開(kāi)普勒、胡克等人的研究基礎(chǔ)，那么牛頓想得到萬(wàn)有引力定律是很困難的。

“砸出”萬(wàn)有引力定律的蘋(píng)果

具體來(lái)說(shuō)，萬(wàn)有引力定律的建立經(jīng)歷了以下三個(gè)階段。第一階段就是猜測(cè)，主要代表有亞里士多德、哥白尼等人，他們發(fā)現(xiàn)引力可以使物質(zhì)聚集成球體，而天體結(jié)構(gòu)的本質(zhì)是數(shù)學(xué)。

第二階段則是定性假設(shè)時(shí)期，這一時(shí)期的代表有開(kāi)普勒、伽利略、笛卡爾等，以伽利略的觀察為例，他發(fā)現(xiàn)了下落與重量無(wú)關(guān)，行星會(huì)繞著太陽(yáng)做慣性運(yùn)動(dòng)。

開(kāi)普勒（左）伽利略（中）笛卡爾（右）

到了第三階段就是定量研究了，牛頓在此時(shí)終于出場(chǎng)。許多人說(shuō)是一顆落地的蘋(píng)果帶給了他啟示，實(shí)際上這種說(shuō)法并不對(duì)，因?yàn)樽鳛橐幻錾奈锢韺W(xué)家，牛頓很早就在觀察天體的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)了不對(duì)勁的地方。

資料顯示，牛頓本人在1714年期間所寫(xiě)的回憶錄中寫(xiě)出了他最初的思考過(guò)程：“1666年我開(kāi)始想到重力是伸向月球軌道的……”

英國(guó)著名物理學(xué)家艾薩克·牛頓

不難看出，早在1665年到1666年時(shí)，牛頓的腦海當(dāng)中就已經(jīng)有了萬(wàn)有引力的雛形，可是他依舊經(jīng)過(guò)了二十多年的潛心研究才最終發(fā)表了相關(guān)理論，這無(wú)疑是很?chē)?yán)謹(jǐn)?shù)摹?/p>

從牛頓這種“聰明人”都需要研究這么長(zhǎng)時(shí)間的情況來(lái)看，萬(wàn)有引力其實(shí)在當(dāng)時(shí)面對(duì)不少困難，比如理論上的困難、數(shù)學(xué)上的困難以及實(shí)驗(yàn)上的困難。更重要的是，許多人無(wú)法理解通過(guò)復(fù)雜算法得出的晦澀公式，所以會(huì)覺(jué)得科學(xué)家是在造假，殊不知物理學(xué)這種東西本來(lái)就不是只靠表面就能看出來(lái)的。

萬(wàn)有引力公式示意圖

那么，萬(wàn)有引力定律得出之后，為這個(gè)世界帶來(lái)了什么呢？

很顯然，通過(guò)上文依靠萬(wàn)有引力定律得到的研究結(jié)果就能看出，它將人類(lèi)的認(rèn)知層次提升到了另一個(gè)高度。并且，它也成為了天體物理學(xué)領(lǐng)域當(dāng)中的支柱性存在，大量的研究都是以此為基礎(chǔ)的。

就以與地球相隔甚遠(yuǎn)的海王星和冥王星為例，那時(shí)的人們并未通過(guò)觀測(cè)設(shè)備直接看到它們，但是卻能通過(guò)“引力異常”的情況，推測(cè)出它們的存在。

處于太陽(yáng)系邊緣地帶的海王星

除此之外，萬(wàn)有引力在天體的相互作用當(dāng)中有著重要的地位，不論是分析各個(gè)星系還是比星系更大的結(jié)構(gòu)，科學(xué)家都會(huì)用到它。如今，我們也通過(guò)萬(wàn)有引力知道了地球是如何稱(chēng)重的，以及它為何會(huì)在宇宙中“懸浮”。