翟志刚出舱:怕地球飘跑了!地球重60万亿亿吨,为何能飘在太空?

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时间飞逝,神舟十三号的航天员已经在太空中飞行了两个多月。12月26日,神舟十三号飞行乘组进行了第二次出舱活动,这次在太空中漫步的是翟志刚和叶光富,王亚平则在中国空间站内部进行配合。

在上次出舱时,叶光富表示“我下次出舱,感觉良好”。这次终于轮到叶光富漫步太空了,他率先出舱,并且也说出了那句经典的话:“我已出舱,感觉良好”。翟志刚则是第三次出舱了,他是我国最早进行太空行走的航天员,有着最为丰富的经验。

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2008年,翟志刚乘坐神舟七号飞船飞入太空。在刘伯明和景海鹏的配合下,翟志刚进行了我国航天史上的第一次太空行走任务。由于是第一次,没有任何经验,出舱活动遭遇了非常多的困难。

最让人揪心的是,翟志刚在出舱时,遭遇了火灾险情。为了让五星红旗在太空中飘扬,翟志刚还是义无反顾地离开太空舱。后来幸好只是仪表的误报,翟志刚最终安全返回太空舱。

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在谈及第一次出舱时,翟志刚感慨万千。翟志刚看到地球、飞船以及自己都是悬空的状态,这种从未体验过的感觉让他震撼不已。他还打趣地说,担心悬着的地球飘跑了。

那么,在空荡荡的宇宙中,地球为什么不会飘跑呢?地球的总质量高达60万亿亿吨,什么力量在支撑地球悬浮在太空中,而不会往下掉呢?

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每当提及这个问题,有些人可能会说太空中压根没有下面,要往哪里掉?但事实上,太空也有下面,取决于我们选择哪个参照系。地球能够飘在太空中,跟没有下方无关。

之所以地球不会飘跑,是因为太阳的引力作用在地球上,束缚住地球。如果没有太阳,地球就会漫无目的地在星际空间中流浪,成为一颗流浪行星,天文学家目前已经发现了不少没有主恒星的孤立行星。

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根据牛顿的万有引力定律,太阳对地球的引力作用方向为朝向太阳中心。在太阳强大引力的作用下,无论是地球,还是其他太阳系天体,本应该都会掉到太阳中。整个太阳系的最下方位于太阳中心,那么,为什么地球不会掉下去呢?

原因在于地球在快速运动,相对于太阳而言,地球的转动速度可达每秒30公里。在这么快的轨道速度下,地球不会被太阳吸进去。按照中学物理的说法是,太阳对地球施加的引力恰好充当地球公转运动的向心力。如果给地球施加一个与公转方向相反的力,使地球的公转停下来,地球就会竖直掉向太阳。

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在地球上,由于地心引力的作用,物体都有掉向地心的趋势,地心就是我们所认为的最下方。但由于地球是个球体,所以在地球上的不同地方,“下”的绝对方向并不是一致的,只是都是朝向地心。

如果地球上的物体也要像地球那样飘浮在太空中,也需要以非常快的轨道速度绕着地球旋转。根据牛顿力学计算可知,在距离地表400公里的太空中,飞船需要以每秒7.7公里的速度绕行,才能飘在太空中,不被地球引力拽下来。

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不同级别的宇宙结构,有着不同的下方。对于银河系而言,最下方在银河系中心,这是所有银河系天体共同产生的一个引力中心。太阳系距离银心大约2.6万光年,为了避免掉进银心中,太阳需要带着整个太阳系以每秒220公里的速度绕着银心转动,转一圈所需的时间长达2.3亿年。

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银河系处在本星系群中,这个结构跨度1000万光年,其中包含数十个星系。在本星系群附近,也有其他星系构成的星系群和星系团,比如御夫座星系群、波江座星系团,它们构成了室女座超星系团,这个更大结构的跨度可达1.1亿光年。

包括银河系在内,这些星系都在掉向一个神秘的宇宙“深渊”——巨引源。这个位于2亿光年外的引力中心,质量高达银河系的数百万倍,它的强大引力吸引着数亿光年范围内的星系。

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根据宇宙微波背景辐射的测量结果,银河系正以每秒630公里的速度掉向巨引源,预计700亿年后到达。但考虑到宇宙空间正在加速膨胀,巨引源正逐渐远离我们而去,银河系也许永远也不会到达那里。

关于作者: 火星科普

地球没有新奇科学,全部都在火星科普。

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