太空中也有上與下,“下”是重力吸引物體的方向,而“上”則是相反的方向。由于太空中重力處處存在,這樣的上升與下降同樣也處處存在。重力是一種向中心吸引的力,因此“下降”代表的是被吸引着向最近的大型天體中心墜落。如果你身在太空中,而地球是最近的天體,你就會落向地球。“下降”的方向是地心,而“上升”則是在地球附近推離地心的方向。往南極不是向下,往北極也不是向上,由于我們一般是上北下南地使用平面地圖,因此會有這種錯誤的理解。
如果北方代表着向上,尼羅河就不可能從南向北流了。然而,為了解釋“北升南降”的錯覺并不存在,很多人得出了“太空中并沒有上下概念”這種明顯錯誤的結論。如果地球是最近的大天體,向下永遠是指向地心的方向,而向上則永遠是遠離地心的方向。哪怕你離開了地球表面,生活在國際空間站中,這條定律也是不會改變的:向下的方向依然指向地心。
但是,如果你觀察一下國際空間站的宇航員們,他們看起來漂浮在空中遊蕩着,不上也不下。這種有趣的動作不是因為缺少重力,而是因為他們其實處于自由落體運動中。在這種狀态下,人類憑感覺無法察覺出下降的方向。但在下墜時會在向下的方向上加速運動,這證明下降的概念依然存在。如果你在十五層樓處跳進一個空蕩蕩的電梯井,閉上眼睛向下墜落,你就感受不到向上的方向在哪裡了(忽略空氣阻力的影響)。
在這個電梯井中,重力并沒有奇迹般地消失,而隻是因為你閉上了眼睛跳了進去。下降的方向依然真實存在,就是你墜落的方向,哪怕你感受不到它。宇航員們在地球軌道上的運動也是同樣的道理。軌道的圓形路徑就是這種下落的直接迹象,他們經曆的“向下”指向軌道焦點,哪怕他們不能在自由落體運動中察覺到。
圖解:跳傘過程中的自由落體階段
如果你離地球的距離實在太遠,以至于地球的重力都無足輕重了,會出現什麼情況呢?你會向着任何一個重力最強的天體墜去。靠近月亮,就會落向月亮。靠近土星,就會落向土星。如果你沒有特别靠近某一顆行星,但仍處于太陽系中,那就會朝着太陽(實際上就是重心)墜落,因為這就是引力作用于你的方向。如果你與其他行星距離較遠,并最初與太陽保持相對靜止,你會朝太陽落去。如果你離開了太陽系,并且還沒進入另一個與太陽系相似的行星系統,向下的方向就會指向銀河系的中心。
圖解:正在撞擊太陽的地球
如果你離開了銀河系,并且還沒進入另一個大星系,向下的方向就會指向我們星系團中心。如果你遠離了我們的星系團,就會向着下一個最近的星系團下降。太空中的所有物體永遠都在下降,而在如此廣袤的太空中,這樣的下降運動非常緩慢,因此在天文尺度上我們不太能注意到。
但下降是絕對存在的。科學家們不太常用“下降”來描述這種運動,因為從天文尺度來看,各種宇宙飛船,衛星以及行星的下降速度比你從屋頂上掉下來的墜落慢得多。而“軌道”“軌迹”和“路徑”這些詞常被讨論到。每當科學家們使用這種術語時,他們的意思其實都是“太空中的東西在向下降”。
參考資料1.WJ百科全書
2.天文學名詞
3. wtamu
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