如果空間中沒有重力，為什么物體不會(huì)相互碰撞？

2023.04.08 云南

試想這樣一種情況，如果你拿著兩樣?xùn)|西，比如說一只鞋子和一個(gè)球，然后從同一高度釋放它，會(huì)發(fā)生什么？這不是個(gè)棘手的問題。是的，它們都會(huì)落到地面?，F(xiàn)在看來你會(huì)覺得這問題有點(diǎn)蠢。但請(qǐng)耐心等待，相反地，如果不是在地球上，而是在太空中，我們做相同的事情…結(jié)果會(huì)是什么？這兩個(gè)物體會(huì)漂浮，對(duì)嗎？你能想到原因是什么嗎？

如果你回答道在地球上物體墜落是由于重力而在太空中不會(huì)是由于太空沒有重力?？峙履愕拇鸢高h(yuǎn)非事實(shí)。宇宙的每一個(gè)角落都充滿了神話與神秘色彩，太空中沒有引力也不例外。確實(shí)，宇宙是部分真空的，缺乏我們所說的“大氣層”，但是認(rèn)為它也缺乏力量卻是一種謬誤。在缺少引力的情況下，天體如何定義軌道？

宇宙含有微重力

在太空中，重力確實(shí)存在。太空存在微重力，這是一種非常微弱的引力，任何具有質(zhì)量的物體都會(huì)產(chǎn)生引力，并且引力會(huì)使每一個(gè)物體將另一個(gè)物體拉向它。太空包含巨大的物體，對(duì)周圍的物體施加引力。例如，太陽(yáng)對(duì)整個(gè)太陽(yáng)系施加的引力使它們保持在軌道上，正如地球的引力使月球保持在軌道上一樣。然而，當(dāng)你遠(yuǎn)離太空中的物體時(shí)，力會(huì)減小，這可以通過牛頓的萬(wàn)有引力定律來解釋。該定律表明兩個(gè)物體間的引力與物體的總質(zhì)量成正比，與物體之間的平方距離成反比。

因此，當(dāng)我們遠(yuǎn)離地球進(jìn)一步進(jìn)入太空時(shí)，力會(huì)隨著距離的增加而減小。然而，如果太空中的物體彼此吸引，例如地球和月球，那么它們?nèi)绾尾粫?huì)相互碰撞。此外，微重力并不能解釋漂浮在太空中的宇航員。

太空中的自由落體

那么，天體和我們的國(guó)際空間站不會(huì)突然從天而降的原因是因?yàn)樗械奈矬w都在墜落。就行星和月球而言，它們具有驅(qū)動(dòng)它們水平的動(dòng)量，但是引力使它們運(yùn)行在彎曲的軌道上。同樣，對(duì)于太空中的個(gè)體宇航員和國(guó)際空間站，它們正在繞地球墜落。這意味著空間站，其所有的設(shè)備和宇航員不斷地向地球墜落。

然而，不必?fù)?dān)心，因?yàn)榭臻g站也以28千米/小時(shí)的速度運(yùn)行，這大致與地球彎曲的軌跡匹配。當(dāng)你扔一個(gè)球，它不會(huì)立刻掉到地面，對(duì)嗎？它沿著一條逐漸向地面傾斜的軌跡。

同樣，空間站也一直朝著地面墜落，但當(dāng)它靠得近了，地球在它的下方彎曲。國(guó)際空間站以一種彎曲的軌道墜落，地球的表面也是彎曲的，所以前者事實(shí)上永遠(yuǎn)不會(huì)碰觸后者。此外，在太空中，重的物體和輕的物體將會(huì)以相同的速度墜落，與它們的質(zhì)量無關(guān)。因此，一個(gè)宇航員和一個(gè)飛行器都會(huì)以相同的速度墜落。這樣沒有很大程度上的重力的參與的下墜會(huì)讓宇航員感覺到失重并且在我們看來他們好像漂浮在空中。