地球重達60萬億億噸，為何沒有掉入宇宙深處，反而懸浮在太空？

2023/01/06

為什麼重達60萬億億噸的地球，能夠不受任何牽引的，懸浮在太空中？

1972年，阿波羅17號的宇航員在48萬公里外的太空上給地球拍攝了一張照片，在這張照片里，我們的藍色星球懸浮在太空中。阿波羅17號是迄今為止阿波羅計劃中的最后一個載人航天任務，因此這也是人類最近一次在太空中遠眺母星。

人們給這張著名的照片命名：藍色瑪瑙。可能很多人看到這張照片會忍不住去思考我們一開始提到的問題，地球為什麼能懸浮在太空中呢？

古希臘的學者們就曾經思考過這個問題，當時，亞里士多德認為，地球上（月球下方）的萬物都是由水火土氣構成，而宇宙中（月球上方）的物質都是由以太構成的，因為構成不同，所以宇宙中的物質可以按照圓周運動運轉，不存在下墜的事情。

這聽上去跟沒解釋差不多，我們還是看看牛頓怎麼說吧。

最終真正奠定天文學基礎的是伽利略、開普勒和牛頓，牛頓的牛頓力學和萬有引力，成功統一了地球上和宇宙上的物理學定律，也解答了地球懸浮的問題。

根據牛頓第一定律，力是改變物體運動狀態的原因，地球上的物體會下落，是因為受到了地心引力和向心力的合力的作用，我們也把這個合力稱為重力，重力的方向是豎直向下的。

牛頓提出過一個著名的「思想實驗」：牛頓大炮。

也就是假設有一個理想的大炮，如果賦予炮彈一個初速度，炮彈的運動軌跡會像拋物線一樣，最終落回地面上，由于地球是圓形的，如果炮彈的初速度下落的速率恰好和地球向下彎曲的程度一致，那麼炮彈就會繞著地球運動，而不會落到地面上，這時炮彈的速度我們就稱為第一宇宙速度，也就是7.9千米/秒。