• 你以为地球悬浮在太空
• 是因为有什么力量托着它
• 错了太空里根本没有上下左右
• 更没有什么东西东西能掉下去
• 掉下去这三个字
• 本身就是地球骗了你几十年的谎言
• 在宇宙里
• 没有地板
• 没有天花板
• 你往任何方向走1亿光年
• 都不会撞到墙
• 那问题来了
• 地球为什么不飞走
• 为什么要老老实实绕着太阳转
• 答案比你想的更吓人
• 因为太阳在地球脚下
• 挖了一个看不见的坑
• 而是在这个坑里疯狂打转
• 转了46亿年还没转出去
• 这个坑叫做时空弯曲
• 是爱因斯坦发现的
• 直接决定了地球的生死
• 你可能会问
• 时空怎么可能被挖出一个坑
• 空间不是空的吗
• 这就是爱因斯坦比牛顿更疯狂的地方
• 在300多年前
• 牛顿发现了万有引力
• 据说是一颗苹果砸中了他的脑袋
• 让他想到了一个问题
• 苹果为什么会往下掉
• 而不是往上飞
• 他的答案是因为地球有引力
• 把苹果拉了下来
• 但是
• 牛顿没有告诉我们引力到底是什么
• 他为什么能隔着空气隔着真空
• 隔着几亿公里的距离
• 这个问题困扰了科学家200多年
• 直到1915年
• 爱因斯坦提出了广义相对论
• 他说引力根本不存在
• 那个让苹果掉下来的力
• 那个让地球绕着太阳转的力
• 它是时空被扭曲后的假象
• 怎么理解这个概念
• 想象一下
• 你把一个铁球放在一张绷紧的床单上
• 床单会怎么样
• 凹陷的程度取决于铁球有多重
• 现在你再往床单上放一颗玻璃珠
• 玻璃珠不会老老实实待在原地
• 它会顺着床单的凹陷往铁球那边滚
• 如果玻璃珠有一定的横向速度
• 而是会绕着铁球转圈
• 这就是地球和太阳的关系
• 太阳的质量是地球的33万倍
• 压出了一个巨大的凹陷
• 地球就像那颗玻璃珠
• 顺着这个凹陷滑动
• 我们管这种滑动叫做公转
• 所以地球不是被太阳拉着转的
• 而是在一个弯曲的时空里
• 走他认为的直线
• 只不过在弯曲的空间里
• 直线走着走着就变成了圆圈
• 这听起来很荒唐
• 英国天文学家爱丁顿
• 亚瑟·爱丁顿
• 用日全食观测证明了这一点
• 发现远处恒星发出的光
• 经过太阳附近的时候会发生偏折
• 光走的是直线
• 如果时空是平的
• 光不可能拐弯
• 但光确实拐了弯
• 说明太阳附近的时空是弯的
• 时空真的可以被弯曲
• 而我们所说的引力
• 只是这种弯曲的表象
• 那问题来了
• 既然地球一直在往太阳方向滑
• 为什么它不会掉进太阳里
• 答案是地球在横向上有速度
• 还记得那个床单上的玻璃珠吗
• 如果玻璃珠没有横向速度
• 它会直接滚进铁球的凹陷里
• 但如果玻璃珠有足够的横向速度
• 它就会绕着铁球转圈
• 永远也掉不进去
• 地球现在绕太阳公转的速度
• 是每秒29.8公里
• 这是什么概念
• 一颗子弹的速度大概是每秒一公里
• 地球公转的速度是子弹的30倍
• 7分钟就能绕地球一圈
• 正是这个速度
• 让地球在太阳的时空凹陷里
• 一直滑而不落
• 如果地球突然停下来会怎么样
• 答案很恐怖
• 大约65天后
• 地球就会一头撞进太阳里
• 地球上的一切
• 都会被太阳的高温蒸发殆尽
• 但别担心
• 这种事情不会发生
• 因为在太空中
• 没有任何东西能让地球刹车
• 太空是接近完美的真空环境
• 没有摩擦
• 没有阻力
• 地球在46亿年前获得的那个速度
• 至今几乎没有损失
• 它会一直转下去
• 你可能会问
• 地球最初的速度是从哪里来的
• 这就要追溯到太阳系的诞生了
• 46亿年前
• 有一片巨大的气体和尘埃云
• 我们叫它原始星云
• 这片星云在自身引力作用下开始收缩
• 同时开始旋转
• 因为宇宙中的物质最初就带有角动量
• 这是一个物理学定律
• 叫做角动量守恒
• 简单说就是一旦开始转起来
• 就像花样滑冰运动员
• 当他把手臂收回来的时候
• 旋转速度会加快
• 原始星云也一样
• 旋转速度越来越快
• 最终星云中心形成了太阳
• 周围的碎片形成了行星
• 包括地球
• 地球继承了那片星云的旋转
• 所以它天生就在转
• 它不是被谁推的
• 而是从出生那一刻起就在转
• 但光有速度还不够
• 地球能稳定运行46亿年
• 还因为它和太阳之间
• 如果地球速度太快
• 它就会挣脱太阳的束缚
• 飞向宇宙深处
• 变成一颗流浪星球
• 最终在寒冷和黑暗中死去
• 如果地球速度太慢
• 它就会被太阳的时空凹陷吞噬
• 变成一团火焰
• 只有速度刚刚好
• 地球才能既不飞走也不坠落
• 安安稳稳的绕着太阳转圈
• 这个刚刚好的速度是怎么来的
• 是宇宙筛选出来的
• 太阳系刚形成的时候
• 周围有无数的碎片和小行星
• 速度太快的飞走了
• 速度太慢的掉进太阳了
• 只有速度刚刚好的才能活到今天
• 地球就是这场残酷筛选的幸存者
• 牛顿在300多年前就有一个思想实验
• 描述了这个原理
• 他设想在一座很高的山上架一门大炮
• 朝着地平线方向发射炮弹
• 如果炮弹速度很慢
• 它会划出一道弧线落回地面
• 如果速度快一点
• 弧线会更长一些
• 如果速度达到每秒7.9公里
• 炮弹划出的弧线会跟地球的弧度一样
• 炮弹会一直往下掉
• 但永远也掉不到地上
• 因为地球是圆的
• 炮弹往下掉的同时
• 地面也在往下弯
• 炮弹永远追不上地面
• 就会绕着地球转圈
• 这就是第一宇宙速度的由来
• 也是地球绕太阳转的原理
• 地球以每秒30公里的速度
• 在太阳的引力作用下不断下落
• 但它下落的同时也在横向移动
• 结果就是它永远也落不到太阳上
• 某种意义上说
• 只是它坠落的方向在不断变化
• 最终化成了一个椭圆
• 这个椭圆轨道非常稳定
• 科学家计算过地球轨道的偏心率
• 只有0.017几乎就是一个正圆
• 但这个稳定并不是永恒的
• 实际上地球正在以每年1.5厘米的速度
• 原因很复杂
• 主要跟太阳的质量损失和潮汐力有关
• 不过别担心
• 1亿年后地球也只会远离太阳1,500公里
• 对地球温度几乎没有影响
• 真正需要担心的是太阳的寿命
• 太阳会进入红巨星阶段
• 它会膨胀到现在的200多倍大
• 把水星和金星吞进去
• 地球虽然不会被直接吞噬
• 但也会被烤成一片焦土
• 地球即使还在绕着太阳转
• 也已经不适合生命存在了
• 当然那是50亿年以后的事情
• 现在我们需要关心的是另一个问题
• 为什么我们在地球上感觉不到运动
• 想一想
• 地球在以每秒30公里的速度飞行
• 同时每天自转一圈
• 赤道的自转速度是每秒465米
• 我们为什么一点感觉都没有
• 原因是我们和地球一起运动
• 而且这个运动是均匀的
• 还记得坐火车或飞机的感觉吗
• 当火车匀速行驶的时候
• 你在车厢里走来走去
• 完全感觉不到自己在移动
• 只有火车加速或减速的时候
• 你才会感觉到推背感或者前倾
• 地球也一样
• 它的自转和公转都是均匀的
• 几乎没有加速度
• 所以我们感觉不到
• 另外地球上的一切都在一起运动
• 包括空气水山川和我们
• 我们没有一个静止的参照物
• 所以更加感觉不到运动
• 总的来说
• 地球之所以能悬浮在太空中不坠落
• 不是因为有什么神秘力量托着它
• 而是因为三个原因
• 第一宇宙中没有上下之分
• 坠落这个概念本身就不存在
• 第二太阳的质量弯曲了周围的时空
• 地球在这个弯曲的时空里运动
• 走出来的轨迹自然是圆形
• 第三地球有足够的横向速度
• 让它在被太阳拉向自己的同时
• 也在不断横向移动
• 最终形成了稳定的轨道
• 这个系统已经运行了46亿年
• 而且还会继续运行下去
• 直到太阳燃尽最后一次能量
• 我们人类
• 就生活在这颗高速飞行的星球上
• 每一秒钟
• 我们都在以每秒30公里的速度
• 穿越太空
• 每一年
• 我们都会回到宇宙中同一个位置
• 这不是什么神迹
• 这只是物理规律
• 但正是这些冰冷的物理规律
• 给了我们一个温暖的家园
• 让我们有机会仰望星空
• 或许这才是最神奇的地方
