我们看宇宙中所有的恒星和行星都是悬浮状态,地球也是悬浮着,似乎没有上下之分!那么地球究竟是看什么支撑着宣读于太阳系之中呢?
宇宙中没有上下的概念,我们不能用地球上的思维来考虑宇宙的情况。在地球上,之所以大部分物体都会往下掉,不会悬浮在空中,是因为地心引力对物体的吸引作用,地心引力的方向即为我们所感知到的向下方向。按照这样的理解方式,对于地球而言,太阳中心即为地球的向下方向,因为太阳的引力束缚着地球。但为什么地球不会掉到太阳上呢?
原因在于地球的公转可以避免地球“往下掉”,这个原因类似于人造卫星不会掉到地球上。人造卫星在太空中绕着地球高速旋转,地心引力充当向心力,所以它们始终不会掉到地球上。同样地,地球以每秒30公里的线速度环绕太阳运动,太阳对地球的引力充当向心力,所以地球不会掉到太阳上。在真空的太空中,地球的公转运动不受阻力影响,所以这种运动能够一直持续下去。
同样地,太阳“悬浮”在太空中,是因为太阳环绕银心运动,所以太阳不会掉向银心。总之,天体保持“悬浮”的原因是它们始终在做某种形式的运动。
地球终将被太阳吞噬,万劫不复!
广义相对论认为,一组天体系统终将趋向于一种不变的状态。怎么理解呢?我们还是打个比方吧。将一个木块儿扔向水面,起初木块儿会上下浮沉一会儿,但是浮沉产生的涟漪会将能量带走,最终使它平静下来。
这和大质量天体系统的情况是相类似的,因为地球围绕太阳公转也会产生引力波,就像涟漪一样,会带走一部分能量。那么地球这个“木块儿”因能量耗损,会改变轨道,将逐渐越来越接近太阳,最终撞向太阳,以这种方式“平静”下来,达到广义相对论所预言的那样“归于不变的状态”。
但大家完全不必担心,地球在真空中飞行,引力波所造成的能量损耗非常非常小,以至于根本观测不到。所以,地球“掉向”太阳的速度极其缓慢,要经过大约1干亿亿亿年,才会真的相撞。但在相撞之前,太阳就已经老化成红巨星,把地球吞没了……