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如果重力消失,世界将会变成什么样

2016-12-01卓然

第二课堂(小学版) 2016年11期
关键词:航天员空间站重力

卓然

重力假如突然在我们脚下消失,会发生什么?我们会飞离地球吗?在失重环境下,人的感觉又如何?

一提起重力,你想到的可能是苹果砸到牛顿的头,其实这两者之间还是有区别的。重力只是万有引力的一个分力,另一个形成重力的分力是地球表面物体随地球自转时需要的向心力。大到宇宙星系,小到分子细胞,重力无处不在,而且在某种意义上决定着宏观和微观世界万物的生死存亡。重力一旦消失,不仅是地球的末日,连整个宇宙都完蛋了。

尽管从理论上讲,发生这种灭顶之灾的概率可以忽略不计,但科学家还是希望追根溯源地找到问题的答案。毕竟科学探索是没有止境和疆界的。

世界著名物理学家杰伊·帕吉研究认为,地球重力一旦突然消失,首先遭殃的是在户外活动的人们。在高速自转的地球上,地面上所有未固定的物体都会瞬间离开地球表面,并直接飞入太空。而重力消失的那一刻,待在室内的人可能会相对安全些,虽然安全的时间有点短暂。待在室内的人不会像大街上的人那样眨眼之间消失得无影无踪,但他们很快便会被发生在眼前的浩劫惊呆。

地球上的大气,海洋、河流和湖泊里的水等一切活动的东西都将飞速流向浩瀚太空。就像物理学家所说的,如果没有重力,任何有意义的事物都将不复存在。

失去重力的地球,很可能分崩离析,就像大小不等的建筑垃圾一样,飘入太空,甚至连太阳这样的庞然大物也会遭殃。因日地之间的引力一旦消失,太阳内核的高压将导致其发生剧烈爆炸。当然,土星与火星也不例外。星球和星系相继湮灭后,宇宙中再也没有任何团块,可能只剩下混沌的原子汤和分子汤混合物,毫无意义地到处流动。

杰伊·帕吉表示,重力消失还会对人体产生一系列的影响,虽然有些现象的产生原因尚未完全搞清楚。比如,人体红细胞数量会下降,从而会产生“太空贫血症”;伤口的愈合时间会更长;免疫系统失灵等。即便只是在微重力状态下的国际空间站短时间停留,也会对人的睡眠产生明显影响。当然,最大的问题还是肌肉可能萎缩和骨质中钙的流失。

让我们来一起听听在国际空间站工作近一年后,返回地面的美国航天员斯科特·凯利是怎么说的吧:

国际空间站在地球上方约400千米处,以每小时2.7万千米的速度持续环绕地球旋转,平均每90分钟就绕地球转一圈。也就是说在340天的旅程中,我们总共环绕地球5440圈,理论上可以看到1万多次日出日落,每天就能欣赏16次日出日落的美妙情景。当然,目睹地球的海洋山川就蜿蜒呈现在脚下,世界文明古迹尽收眼底,那种接近虚幻的感觉,实在是用语言难以表达的。

在太空长期失重的状态下,人体会出现骨骼退化和肌肉萎缩等问题,美国航空航天局要求我们无论工作多忙,每天都必须坚持锻炼身体。我的成绩不错,340天总共跑了700小时,约1050千米。

除了要克服失重带来的麻烦外,我们在空间站还必须循环利用一切可以重复利用的东西。因为从地球运载物资上太空的成本大约是每磅(约0.9千克)1万美元,我们每喝一次水或吃一顿饭的成本,仅运输费用一项就是上万美元啊,实在是太贵了,所以连汗水和尿液都要循环过滤使用。在340天的时间里,我一个人就喝下了约800升循环纯净水。有人听我说用尿液循环过滤后产生的水泡咖啡“味道不错”时,脸上写满惊讶,好像是我言不由衷似的。

总是有孩子来信问我:“你们回到地球后,为什么一定要坐在椅子上被人抬走呢?”

这是因为,航天员在太空生活会出现骨质疏松、肌肉萎缩、立位耐力下降等问题。人进入太空后,由于重力消失,原来积蓄在身体下肢的体液会流到头部和胸部,导致头部的动脉压与心脏一样高,因此会出现像人在地面上倒立时的感觉。同时负责调节血压的压力感受器也会因长期失重,而出现功能下降的现象,使得航天员站立时脑部的血压下降,血液供应不足,容易晕厥,特别是当航天员刚刚返回地面时,不适感尤其明显,因此需要被人抬着走。

(编辑 孙世奇)

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