為什么地球不會(huì)“掉”下去，是什么力量在托舉著地球？

你以為地球懸浮在太空，是因?yàn)橛惺裁瓷衩亓α吭谙旅嫱兄?/p>

錯(cuò)了！

在宇宙里，“掉下去”這三個(gè)字本身就是一個(gè)巨大的謊言。

太空中沒(méi)有地板，沒(méi)有天花板，沒(méi)有上下左右，如果你閉上眼睛，往任何一個(gè)方向走上一億光年，你都不會(huì)撞到墻，更不會(huì)摔在什么東西上，那么問(wèn)題來(lái)了：既然沒(méi)有“下面”，地球?yàn)槭裁床伙w走？為什么要老老實(shí)實(shí)繞著太陽(yáng)轉(zhuǎn)？

答案比你想象的更嚇人：因?yàn)樘?yáng)在地球腳下挖了一個(gè)看不見(jiàn)的“坑”， 地球從來(lái)沒(méi)有懸浮著，它正處于永恒的墜落之中，在這個(gè)坑里瘋狂打轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)了 46 億年還沒(méi)轉(zhuǎn)到底，這個(gè)坑叫做“時(shí)空彎曲”，是愛(ài)因斯坦發(fā)現(xiàn)的，而它的深度，直接決定了地球的生死。

300 多年前，牛頓坐在蘋(píng)果樹(shù)下，被一顆蘋(píng)果砸中了腦袋，他想通了一個(gè)偉大的道理：蘋(píng)果之所以往下掉，是因?yàn)榈厍蛴幸Π阉讼聛?lái)，同樣的，月亮繞著地球轉(zhuǎn)，地球繞著太陽(yáng)轉(zhuǎn)，也是因?yàn)槿f(wàn)有引力。

但是牛頓至死都沒(méi)想明白一件事：引力到底是個(gè)什么東西？

太陽(yáng)和地球之間隔著幾億公里的真空，連空氣都沒(méi)有，太陽(yáng)是怎么伸出一只“看不見(jiàn)的手”把地球拽住的？這個(gè)問(wèn)題困擾了科學(xué)家整整 200 多年，直到 1915 年愛(ài)因斯坦提出了廣義相對(duì)論，給出了一個(gè)驚世駭俗的答案：

引力根本不存在！

你沒(méi)聽(tīng)錯(cuò)，那個(gè)讓蘋(píng)果掉下來(lái)的力，那個(gè)讓地球繞著太陽(yáng)轉(zhuǎn)的力，其實(shí)并不是一種“力”，它是時(shí)空被扭曲后的假象。

怎么理解這個(gè)概念？

想象一下，四個(gè)人拉住一張床單的四個(gè)角，把床單繃緊，這張床單就是平坦的宇宙空間，現(xiàn)在你把一個(gè)沉重的鐵球（太陽(yáng)）放在床單中間，床單會(huì)怎么樣？會(huì)凹下去，形成一個(gè)漏斗狀的大坑，這時(shí)候，你再往床單邊緣放一顆玻璃珠（地球），如果你只是輕輕放手，玻璃珠會(huì)順著坡度直接滾進(jìn)坑底，撞上鐵球（也就是地球墜入太陽(yáng)）。

但如果你給玻璃珠一個(gè)側(cè)向的推力，奇跡發(fā)生了：玻璃珠不會(huì)掉進(jìn)坑底，也不會(huì)飛出床單，而是會(huì)順著那個(gè)凹陷的弧度，一圈一圈地繞著鐵球轉(zhuǎn)動(dòng)。

我們管這種滑動(dòng)叫做“公轉(zhuǎn)”，所以地球不是被太陽(yáng)“拉著”轉(zhuǎn)的，而是在一個(gè)彎曲的時(shí)空里走它認(rèn)為的“直線”，只不過(guò)在彎曲的空間里，直線走著走著就變成了圓圈，這就像你在地球表面一直向東走，最后會(huì)回到原點(diǎn)一樣。

1919 年，英國(guó)天文學(xué)家愛(ài)丁頓利用日全食觀測(cè)證明了這一點(diǎn)，他發(fā)現(xiàn)，遠(yuǎn)處的星光經(jīng)過(guò)太陽(yáng)附近時(shí)發(fā)生了偏折，光永遠(yuǎn)走直線，如果光拐彎了，說(shuō)明空間本身就是彎的，愛(ài)因斯坦是對(duì)的：時(shí)空真的被挖了一個(gè)坑。

那問(wèn)題來(lái)了：既然地球一直在往那個(gè)坑里滑，為什么它不會(huì)掉進(jìn)太陽(yáng)里？

答案是：速度，快到極致的速度。

還記得那個(gè)床單上的玻璃珠嗎？如果它沒(méi)有側(cè)向速度，它必死無(wú)疑。地球之所以能活到今天，全靠它驚人的“逃命”速度，地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的速度是 每秒 29.8 公里，這是什么概念？手槍子彈的出膛速度大約是每秒 0.4 公里，步槍子彈大概是每秒 1 公里。

地球的速度是子彈的 30 倍！只要 7 分鐘，地球就能飛完赤道一圈的距離，正是這個(gè)狂暴的速度產(chǎn)生離心趨勢(shì)，完美抵消了太陽(yáng)時(shí)空凹陷帶來(lái)的向心趨勢(shì)。

如果地球突然“剎車(chē)”停下來(lái)會(huì)怎么樣？

后果很恐怖：失去了橫向速度的支撐，地球會(huì)立刻從軌道上跌落，大約 65 天后，地球就會(huì)一頭撞進(jìn)太陽(yáng)里，在那之前，隨著距離拉近，地球上的一切海水會(huì)被蒸發(fā)，大氣被剝離，巖石融化成巖漿，最后化為一縷青煙。

但別擔(dān)心，這種事情不會(huì)發(fā)生，因?yàn)樘帐墙咏昝赖恼婵窄h(huán)境，沒(méi)有空氣，沒(méi)有摩擦，沒(méi)有阻力。地球在 46 億年前獲得的那個(gè)速度，至今幾乎沒(méi)有損失，它是一顆停不下來(lái)的永動(dòng)機(jī)。

說(shuō)到這里你可能會(huì)問(wèn)：地球最初那個(gè)救命的速度是從哪里來(lái)的？

是誰(shuí)推了它一把？

這就要追溯到太陽(yáng)系的誕生了，46 億年前，銀河系的某個(gè)角落有一片巨大的氣體和塵埃云，也就是“原始星云”，這片星云在自身引力作用下開(kāi)始收縮，為什么會(huì)旋轉(zhuǎn)？因?yàn)橛钪嬷械奈镔|(zhì)最初就帶有微小的擾動(dòng)和角動(dòng)量，這是一個(gè)物理學(xué)鐵律：角動(dòng)量守恒，就像花樣滑冰運(yùn)動(dòng)員，當(dāng)他把張開(kāi)的雙臂收回胸前時(shí)，旋轉(zhuǎn)速度會(huì)瞬間加快。

原始星云也是一樣，當(dāng)它急劇收縮成太陽(yáng)時(shí)，它的旋轉(zhuǎn)速度越來(lái)越快，太陽(yáng)周?chē)鷴仦⒊龅臍堅(jiān)槠纬闪诵行牵ǖ厍颍厍蚶^承了那片星云的原始角動(dòng)量，所以它從出生的那一刻起，就在旋轉(zhuǎn)，就在飛奔，它不是被誰(shuí)推的，而是生來(lái)就在奔跑。

但光有速度還不夠，地球能穩(wěn)定運(yùn)行 46 億年，還因?yàn)樗吞?yáng)之間達(dá)成了一個(gè)精妙的平衡，這是一個(gè)殘酷的篩選過(guò)程：如果地球速度太快，它就會(huì)掙脫太陽(yáng)的引力坑，飛向宇宙深處，變成一顆流浪星球，在寒冷和黑暗中死去。

如果地球速度太慢，它就會(huì)抵抗不住引力，螺旋墜入太陽(yáng)，變成一團(tuán)火焰，只有速度“剛剛好”，地球才能既不飛走，也不墜落，安安穩(wěn)穩(wěn)地繞著太陽(yáng)轉(zhuǎn)圈，其實(shí)在太陽(yáng)系形成的初期，有無(wú)數(shù)的碎片和小行星因?yàn)樗俣炔粚?duì)而被淘汰了，要么被甩飛，要么被吞噬。

地球是這場(chǎng)長(zhǎng)達(dá) 46 億年的死亡游戲的幸存者。

既然地球正以每秒 30 公里的速度狂奔，還以每秒 465 米的速度自轉(zhuǎn)，為什么我們坐在椅子上，感覺(jué)穩(wěn)如泰山，一點(diǎn)暈車(chē)的跡象都沒(méi)有？

閉上眼睛想一想，當(dāng)你坐在勻速行駛的高鐵或飛機(jī)上時(shí)，如果窗戶(hù)關(guān)著，你能感覺(jué)到自己在動(dòng)嗎？你能在車(chē)廂里自如地行走、倒水，只有在火車(chē)加速、減速或轉(zhuǎn)彎時(shí)，你才會(huì)感覺(jué)到推背感或傾斜。

這就是慣性系原理，地球的運(yùn)動(dòng)非常均勻，幾乎沒(méi)有加速度，而且地球上的一切：空氣、水、高樓大廈，還有我們，都在以完全相同的速度一起運(yùn)動(dòng)，我們沒(méi)有一個(gè)靜止的參照物，所以感覺(jué)不到風(fēng)馳電掣。

所以地球之所以能懸浮在太空中不墜落，不是因?yàn)橛惺裁瓷窳ν信e，而是宇宙沒(méi)有方向，“掉下去”是個(gè)偽命題，太陽(yáng)的質(zhì)量壓彎了時(shí)空，地球在這個(gè)彎曲的滑梯上運(yùn)動(dòng)，甚至可以說(shuō)地球一直在向太陽(yáng)墜落，但它每秒鐘 30 公里的橫向速度，讓它每一次都完美地“錯(cuò)過(guò)”了太陽(yáng)。

這種狀態(tài)，物理學(xué)上叫“軌道”，但在本質(zhì)上，這是一種永恒的、沒(méi)有終點(diǎn)的墜落，我們?nèi)祟?lèi)，就生活在這顆正在“墜落”的星球上，每一秒鐘，我們都隨地球在太空中飛越了 30 公里，每一年，我們都在這無(wú)盡的深淵邊緣完成一次驚險(xiǎn)的輪回。

這不是神跡，這是冰冷的物理規(guī)律，但正是這些規(guī)律，在死寂的宇宙中圈出了一塊溫暖的綠洲，讓我們有機(jī)會(huì)站在這里，仰望星空，去思考這一切的奧秘。