公元前200多年，古希臘數學家埃塞托色尼利用太陽光直射原理算出了地球直徑

1798年，67歲的卡文迪許通過測定萬(wan) 有引力常數，計算出了地球質量是5.965*10的24次方千克，也就是我們(men) 現在說的60萬(wan) 億(yi) 億(yi) 噸

誰在“托著”地球？

按照我們(men) 日常生活中的經驗，質量這麽(me) 大的地球一定被什麽(me) 東(dong) 西“托著”，不然肯定會(hui) 往下掉，但這麽(me) 多年來從(cong) 太空拍攝的地球照片都顯示，地球“好像”是懸浮在宇宙空間中的。

不僅(jin) 如此，哈勃望遠鏡拍攝的太陽係其他天體(ti) ，以及包含上千億(yi) 顆恒星的星係們(men) ，在視覺上都“懸浮”於(yu) 宇宙中。

於(yu) 是乎，宇宙中的真實和人類習(xi) 以為(wei) 常的“常識”發生了碰撞。

地球飄在宇宙中？

學過基本物理的都知道，物體(ti) 在沒有受到外力作用前總是保持靜止或者勻速直線運動，此刻我們(men) 腳下的地球正在以30km/s的速度繞太陽公轉，可謂是“坐地日行八萬(wan) 裏”。

從(cong) 物理角度來看，地球上的物體(ti) 之所以依附於(yu) 地表，是因為(wei) 地球的質量中心位於(yu) 地核，所以物體(ti) 都在被地核“吸引”著。

但在宇宙中，地球的“下麵”並不存在什麽(me) 質量中心，僅(jin) 此一點地球就喪(sang) 失了“下墜”的理由，但事實遠沒有這麽(me) 簡單...

牛頓的萬有引力定律

在牛頓基於(yu) 觀測和實驗提出的萬(wan) 有引力定律中，引力是一種無視距離的“瞬時力”，且質量越大的物體(ti) 引力越大，小質量物體(ti) 會(hui) 被大質量物體(ti) 引力所吸引，比如質量小的蘋果墜向質量大的地核，質量小的月球繞質量大的地球公轉，於(yu) 是牛頓認為(wei) 上到天體(ti) 運行下到日常生活，引力是影響一切的。

但礙於(yu) 當時的技術水平和局限性，牛頓並沒有弄清楚引力的來源，隻能把它當做一種“固有屬性”來看待，而且按照牛頓的萬(wan) 有引力定律，太陽消失的一瞬間地球就會(hui) 被甩出去。

愛因斯坦的廣義相對論

19世紀末到20世紀初，隨著物理學深入微觀世界擴展宏觀世界，隻適用於(yu) 低速宏觀運動狀態下的牛頓萬(wan) 有引力定律開始出現誤差，導致當時的物理學家們(men) 無法解決(jue) 包括水星近日點攝動在內(nei) 的一係列問題。

基於(yu) 以上原因，愛因斯坦開始嚐試把引力並入狹義(yi) 相對論，以光速不變且不可被超越為(wei) 基礎，最後推導出了一套適用於(yu) 近光速且強引力狀態下的“廣義(yi) 相對論”。

在廣義(yi) 相對論中引力不再是虛無縹緲的“固有屬性”，而是成為(wei) 了“質量扭曲時空產(chan) 生的幾何跌落效應”，通俗來說就是所有質量小的物體(ti) ，都在向質量大的物體(ti) 跌落。

廣義相對論下的宇宙圖景

在愛因斯坦看來，地球並沒有漂浮在太空中，而是一直在向太陽跌落，因為(wei) 太陽質量占到了太陽係總質量的99.86%，所以包括地球在內(nei) 的太陽係其他天體(ti) 都受到太陽質量造成的時空彎曲影響，一直繞太陽公轉或者說向太陽跌落。

就像人造衛星速度達到11.2km/s，就可以繞地球公轉而不墜入地球一樣，地球近30km/s的公轉速度也產(chan) 生了足夠的“離心力”來對抗太陽引力，而且在幾乎沒有阻力的太空中，地球可以長時間保持公轉速度，進而就可以一直繞太陽公轉而不墜入太陽，對於(yu) 水星和金星這些比太陽還靠近太陽的天體(ti) 來說，它們(men) 隻能用更快的公轉速度才能平衡太陽引力，來保證自己不墜入太陽。

總體(ti) 而言，天體(ti) 以及天體(ti) 係統的公轉過程就是跌落過程，繞誰公轉就是在向誰墜落，之所以沒有墜落隻是因為(wei) 速度合適罷了。

宇宙俄羅斯套娃

月球繞地球公轉，地球繞太陽公轉，太陽係繞銀河係中心的超大質量黑洞人馬座A*公轉，銀河係繞室女座超星係團質量中心公轉，室女座超星係團繞巨引源公轉。

可以看出小到星球大到超星係團，宇宙中天體(ti) 們(men) 的運動完全是一致的，都是在引力支配下的無限循環或者套娃而已，區別隻在於(yu) 天體(ti) 或者天體(ti) 係統的大小，本質上都是在被引力支配。

物質決(jue) 定時空如何彎曲，時空決(jue) 定物質如何運動

同樣按照廣義(yi) 相對論，光子在宇宙中並不是按照直線飛行的，而是按照“測地線”飛行，這樣一來如果前方有大質量天體(ti) 存在，那麽(me) 光線就會(hui) 被彎曲，特殊情況下可以形成引力透鏡，而如果前方天體(ti) 質量超過某個(ge) 極限，那麽(me) 光線就會(hui) 偏折成一個(ge) 閉環，從(cong) 而無法飛出該天體(ti) 的引力範圍，這樣一來該天體(ti) 在可見光範圍內(nei) 就不可見了，就變成一個(ge) 黑洞了。

腦海中合理的宇宙模型

要想想象出正確的宇宙圖景，首先要忘掉看到的一切“宇宙科普畫麵”，因為(wei) 它們(men) 都是二維的，而宇宙至少是三維的。

在三維的宇宙中，天體(ti) 並不是把時空“壓出了凹陷”，而是造出了一個(ge) 360度全方位無死角的“吸引源”，所以周遭所有物質都會(hui) 被天體(ti) 吸引並且靠近它。


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