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为什么地球不会撞到太阳?或是月亮撞入地球?一分钟告诉你

引力如此吸引人,有人会有这样的疑问,为什么地球不会撞到太阳?或是月亮撞入地球?好了今天我们就来说说这是为什么。

你有没有想过地球是怎样围绕着太阳转的?我的意思是说,离太阳越近引力就越强,如果地球在某种作用下稍微靠近了太阳,嗯......比如我们一起跳一下什么的。然后地球受到的引力就会更强,地球就会继续被太阳所拉近,然后太阳的引力就会继续加强,最终地球会坠向太阳表面,然后就没有然后了。这个看似合理的解释从物理学上来说好像完全没有问题啊。

但是,我们的存在恰恰证明了地球没有坠毁,那么这是为什么呢?其实每当地球靠近太阳时,地球自身也会加速,所以即使太阳的引力变大了,我们的地球也能够很快的逃离到距离太阳稍远的地方去。当然,这个时候地球的速度就会变慢。由于引力作用,地球速度变慢了,太阳就会将其拉回地球原来的轨道周而复始。最令人惊奇的是地球的加速和太阳的引力达到了完美的平衡。

地球所在的轨道就像是碗里的弹珠一样。无论你怎么晃动,最后都会回到碗底,这种平衡还非常的特殊,它依赖于我们所知道的万有引力,和所处的维度。说到这里,肯定有很多小伙伴就有疑问了。怎么还跟维度有关系呢?别着急,听我慢慢道来。

实际上,这种平衡时只可能存在于三维空间的。如果我们身处四维空间中,引力会比三维空间中更强,地球不可能围绕太阳运动,因为没有足够的速度地球会很快坠入太阳。而如果我们在二维空间的话,引力就会更弱,这样地球就不会永远围绕着太阳旋转了。(假设在更低或更高维度的空间中,引力场强度将消散在嵌入该维度的球的表面上。因此对于2D圆F~1 / r 3D球体F~1 / r ^ 2 4D超球面F~1 / r ^ 3 ,详情可参考引力波。)因为太阳不能产生足够的引力来拉拽我们的地球,地球经过太阳时只会稍微向太阳靠近那么一点点,然后就直线非走啦。

所以说到这里,我们真的应该庆幸我们身处在三维空间中。这里有稳定的轨道,行星,恒星和星系。谢谢它们,如果没有稳定的轨道,那么整个宇宙将是一片荒芜。

对了,有人可能在科技馆或者超市里见过这种硬币池,这个就是行星轨道很好的例子,它的原理几乎和行星轨道几乎相同(也可参考我上文提到的碗里的弹珠),但最终池中的硬币或者我们假想的卫星会停下来的原因是因为它们在旋转的过程中因为摩擦而损失了能量,导致了最后和地面的撞击,这也叫做坠毁。

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