我们为什么不会从地球上掉下去

墨 菲

因为地球有地心引力,它是不会让任何东西掉下去的,它只会把这些东西牢牢吸引在它的表面。地球上的所有东西都不例外,包括天空、海洋,以及人类。

没错,你再说一遍?

这样,咱们还是从头开始说吧。牛顿曾经解释过地球引力的作用原理,比如当你抛出一件东西时,它会怎样落地,又为什么会落地,以及我们怎样才能控制它落地的速度等等。我说得对吧?

差不多吧。

好。他还告诉我们,引力不仅可以吸引物体掉落到地面上,还会造成物体之间彼此相互吸引。物体的体积越大,这种吸引力就越强。而地球是我们生活的这个世界上最大的物体,所以地球上的所有东西就都被它的超强引力吸引住啦!

哦,我明白了。可是磁铁有引力是因为它们有磁性,那为什么体积大的物体也有引力呢?

牛顿的引力理论非常巧妙,一直以来我们利用这个原理解决了很多问题,从行星运转到人类登月。可遗憾的是,他始终没有说清楚引力到底是什么东西。

这种力量从何而来,为什么会存在?连牛顿自己也没有弄明白。

所以,在200年后,艾伯特·爱因斯坦勇敢地提出了一套创新的理论,大致包括:

太空并不“空”,也不是一个平面。它更像是一块布满凸起和凹坑的布。

这些凸起和凹坑是太空中的物体(比如恒星和行星)在这块布上产生的扭曲、变形。

引力就是由这个结构中滚动进凹坑(或活动在凸起周围)的物体产生的。

呃……我没听明白

这么说吧,我们可以把太空想象成一大块柔软的橡胶薄片,把太阳想象成一个篮球。“扑通!”篮球被扔到了橡胶中央,那么在它砸下去的地方将会发生变形,在篮球周围就会形成一个凹陷的大坑,对吧?这时,我们再往橡胶上扔一些鹅卵石或网球,你就会发现:有的鹅卵石和网球会直直地向前滚去,而有的则由于离篮球比较近,所以会在篮球周围旋转,甚至绕出一道弧线,最后再掉进大坑里面。还有的鹅卵石甚至会围着篮球转上整整一圈。

所以……

所以行星才会围绕太阳运转啊。不只是行星,还包括小行星和彗星。也正是因为这样,卫星才会绕着行星运转,人造卫星和宇宙飞船才会绕着地球运转。

一般说来,体积较大的物体都会在太空中砸出凹坑,其他体积较小的物体就可以绕着它运转,或是直接与它发生碰撞。如果体积大的物体的速度和动量达到一定程度,体积小的物体就会永远绕着它转下去。而如果大物体的速度不够快,体积小的物体就会掉进坑里,最终停留在大物体的旁边。

所以说,行星、彗星和小行星都是在绕着一个由太阳形成的引力坑运转的。月亮则是在绕着地球形成的引力坑运转。发射火箭和人造卫星时,人们会把它们投放到引力坑边缘,再让它们绕着这个坑转圈,直到人们需要它返回为止。

现在再回头来看看我们的地球:天空、大海、沙漠、冰川、树、动物和人其实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。所以我们都不会掉下去。

(吴顺国摘自《打破沙锅问到底:科学博物馆现场提问集》

北京科学技术出版社)