《天文小知识》，～永恒的坠落者

平时看不见

我们赖以生存的地球，悬浮在空中为什么不会掉落？这颗重达60万亿亿吨的巨型岩石球， 悬浮在一片漆黑的虚空之中，四周没有任何支撑，上面没有绳子拉着， 下面也没有柱子顶着。按照常识，它早该坠入无底深渊了吧！可他偏偏46亿年都没掉下去，凭什么？

有人说是引力拖着它，但引力明明是往下拉的力量啊，有人说太空没有重力，但国际空间站里的宇航员明明也在被地球吸引着。因此，有科学家提出了一个炸裂的观点，地球不是没在掉，而是一直在掉，它每一秒都在坠落，已经连续坠落了46亿年，却永远掉不到底。

这到底是什么鬼逻辑？别急， 今天我们就用最通俗的方式，把这个困扰了人类几千年的宇宙谜题给你彻底讲透。看完之后你会发现， 原来我们每个人都是宇宙中永恒的坠落者。

首先我要问你一个问题，什么叫掉下去？你可能会说，苹果从树上落到地面，这就叫掉下去。但你有没有想过，苹果为什么会往下掉而不是往上飞？答案很简单，因为地球在拉它，这个拉力就是引力。 但问题来了，在太空中，根本就没有上和下这个概念。你站在地球上，头顶的方向叫上，脚底的方向叫下，可如果你飞到太空中， 你的下在哪里？是朝向地球还是朝向太阳？还是朝向银河系中心那个400 万倍太阳质量的超级黑洞？

事实上，在宇宙中，每一个有质量的天体都在用引力拉扯着周围的一切。地球在拉你，太阳在拉地球，银河系中心在拉太阳，甚至几百万光年外的仙女座星系此刻也在用微弱的引力拉着你。

所以，掉落这个概念在宇宙尺度上根本就不成立，没有一个绝对的下方可以让地球掉下去。但这只是答案的一半，真正让地球悬浮的原因比你想象的更加精妙，也更加疯狂。

300多年前，有个男人坐在苹果树下，被一颗苹果砸中了脑袋， 这个男人叫艾萨克．牛顿。但很少有人知道， 牛顿真正的天才之处不是发现了引力，而是他做了一个极其疯狂的思想实验。他说，如果我在山顶架一门大炮，往水平方向发射一颗炮弹，炮弹会怎么样？答案是， 炮弹会飞出去一段距离， 然后因为重力弧线下落， 最终砸到地面。那如果我把炮弹的速度加快一倍呢？它会飞得更远， 然后落得更远。那如果我疯狂加速，把炮弹速度提升到每秒7.9公里呢？牛顿给出了一个惊人的答案，炮弹会一直掉，但永远掉不到地面，为什么？ 因为地球是圆的，炮弹在往下掉的同时，地球的表面也在向下弯曲。 当炮弹的速度足够快时，它下落的弧度刚好和地球表面弯曲的弧度一致。它一直在掉，但地面也一直在躲，掉了一圈又回到了原点，然后继续掉，再回来，无限循环……这就是轨道的本质。这就是卫星空间站、甚至月球的运行原理。

他们不是飘在太空中，而是以极高的速度一直在坠落，只不过永远落不到地面。国际空间站里的宇航员之所以能飘起来， 不是因为那里没有重力，而是因为他们和空间站一起正在以每秒7.66公里的速度自由落体。你没听错，他们每一秒都在掉，但永远掉不下来。这就是宇宙最优雅的魔术。

现在让我们把视角拉大，地球这颗直径12742公里的蓝色星球正在绕着太阳公转，它的公转速度是多少？每秒 29.8公里，每小时超过10 万公里，这是什么概念？一颗子弹的速度大约是每秒1公里，地球的公转速度是子弹的30倍。但你感觉不到任何速度感，因为地球上的一切空气、 海洋，你身边的每一个人都在以同样的速度运动。没有相对运动，你就感觉不到速度。而这疯狂的速度恰好让地球和太阳之间形成了一个完美的平衡。太阳的质量是地球的33万倍，它的引力无时无刻不在拉扯地球。

如果地球静止不动，它会在8 分钟内被太阳的引力拽过去，然后一头撞进那个表面温度5500°的地狱火球。但因为地球有足够的速度，它在被太阳拉的同时也在沿着切线方向逃跑。拉力让它往里掉，速度让它往外飞，两种效果叠加，地球就沿着一条椭圆形轨道绕着太阳转圈圈，永远在掉，永远掉不进去。46亿年了，一圈又一圈，从未停歇。

你有没有想过一个恐怖的问题，如果地球突然停止公转会怎么样？科学家做过精确计算，答案足以让你脊背发凉。如果地球公转速度归零，太阳的引力将毫无阻挡的把地球拉过去，地球会开始加速坠落，越掉越快。大约65 天后，地球将撞向太阳，但在撞击之前，人类早就灭绝了。在接近太阳的过程中，地球表面温度会急剧上升，海洋会沸腾蒸发，大气层会被剥离，整个星球会变成 一颗燃烧的火球，最后，这颗承载了46亿年生命演化的蔚蓝星球将化为太阳表面的一缕青烟。

这就是速度的意义，这就是地球悬浮的真相。它不是静止的，它从来都不是静止的，它一直在逃跑，一直在坠落，一直在和太阳的引力做着永恒的博弈，而这场博弈的平衡恰好创造了我们存在的可能。

让我们再把视角拉大一点，地球绕着太阳在转。那太阳呢？太阳也在坠落， 它正以每秒220公里的速度绕着银河系中心旋转。 银河系中心有一个超大质量黑洞，叫人马座A星，质量是太阳的400万倍。太阳带着整个太阳系围着这个黑洞转， 每转一圈需要2.25亿年。 这意味着上一次太阳转到现在这个位置的时候， 地球上的霸主还是恐龙。

而银河系呢？银河系也在坠落，它正以每秒600公里的速度朝着一个叫巨引源的神秘区域靠近，那里有一个质量相当于数万个银河系的超级结构，正在用引力拉扯着我们这片宇宙。所以，此刻的你站在一颗以时速1670公里自转的地球上， 这颗地球以时速10.8万公里绕太阳公转，太阳以时速79万公里绕银河系旋转，银河系以时速216万公里朝着巨引源坠落。

你是宇宙中一个永恒的坠落者，你每一秒都在掉，从未停止。 所以，地球为什么不会掉下去？因为它一直在掉，只是永远掉不到底。这是宇宙最精妙的设计，也是物理定律最优雅的表达。

我们不是悬浮在虚空之中，我们是以恰到好处的速度在引力的琴弦上奏出了一曲永恒的交响乐。而你，此刻就是这场宇宙舞蹈中的一个音符。 你随着地球坠落，随着太阳旋转，随着银河漂流，你在浩瀚宇宙中渺小如尘埃，却又和整个宇宙紧密相连。

附：在人们的印象中，太阳系原有九大行星（如图）。为何现在只有八大行星了呢？

因为，2006年8月24日，第26届国际天文学联合会大会在布拉格通过决议，明确了行星必须同时满足三个条件：其一围绕太阳公转；冥王星满足此条件。其二质量足够大，其自身引力足以使它呈现近似球体的形状：冥王星也满足此条件。其三能够清除其轨道附近的其他天体：即在其轨道范围内是主导性的天体，没有其他可比拟的大型天体。冥王星恰恰不符合这第三条。其轨道与海王星轨道存在交叉， 并且其所在的柯伊伯带区域存在大量与其大小相近的天体（如阋神星），冥王星的质量和引力不足以"清空"或主导该轨道区域。因此，根据新标准，它被划归为"矮行星"，从而被踢出了九大行星之列。

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2026年1月于长沙