為什么地球不會(huì)“掉”下去，是什么力量在太空中托舉著地球？

當(dāng)我們還是個(gè)孩子的時(shí)候，手里拿著的蘋(píng)果一旦松開(kāi)，就會(huì)不可避免地砸向地面，這是我們對(duì)這個(gè)世界最樸素、最根深蒂固的認(rèn)知：任何懸空的東西，最終都會(huì)掉下去。

基于這種直覺(jué)，當(dāng)我們抬頭仰望星空，或者看著地球儀上那顆懸浮在無(wú)盡黑暗中的藍(lán)色彈珠時(shí)，腦海中難免會(huì)浮現(xiàn)出一個(gè)極具哲學(xué)意味甚至讓人有一絲恐慌的問(wèn)題：地球這么重達(dá)60萬(wàn)億億噸，它懸浮在太空中，為什么不會(huì)“掉”下去？到底是什么力量在下面“托舉”著它？

在弄清楚地球?yàn)槭裁礇](méi)有掉下去之前，我們需要先糾正一個(gè)基于地球生活經(jīng)驗(yàn)產(chǎn)生的巨大錯(cuò)覺(jué)：“下”到底在哪里？

在地球上，我們覺(jué)得“下”是指向腳底的地面，“上”是指向天空，這種方向感是由地球強(qiáng)大的引力賦予的。由于地球的核心在吸引著我們，所以對(duì)于站在北極的企鵝和站在南極的北極熊來(lái)說(shuō)，它們的“下”是指向同一個(gè)地方：地心。

但是，一旦你離開(kāi)地球表面，進(jìn)入廣袤的宇宙空間，絕對(duì)的“上”和“下”就消失了。

宇宙本身是一個(gè)三維的空間，沒(méi)有天花板，也沒(méi)有地板。沒(méi)有任何一條物理定律規(guī)定，宇宙的某個(gè)特定方向是“下方”，因此如果非要在太陽(yáng)系中定義一個(gè)“下”，那么這個(gè)“下”只能是由太陽(yáng)系中質(zhì)量最大的霸主太陽(yáng)來(lái)定義的。

太陽(yáng)占據(jù)了整個(gè)太陽(yáng)系 99.86% 的質(zhì)量，它那恐怖的引力場(chǎng)向四面八方蔓延，將所有的行星緊緊抓住，所以對(duì)于地球來(lái)說(shuō)，唯一的“下方”，就是太陽(yáng)的中心。

既然“下”是太陽(yáng)，那么地球現(xiàn)在的狀態(tài)，其實(shí)就是懸崖邊上一顆搖搖欲墜的石頭。太陽(yáng)的引力無(wú)時(shí)無(wú)刻不在死死地拽著地球，試圖把它拉入那片高達(dá)上千萬(wàn)攝氏度的火海。

既然如此，地球?yàn)槭裁礇](méi)有“掉”進(jìn)太陽(yáng)里去呢？

實(shí)際上太陽(yáng)的引力無(wú)時(shí)無(wú)刻不在把地球往太陽(yáng)中心拽。但是地球擁有一個(gè)極其驚人的水平速度，大約 每秒 29.78 公里，在這個(gè)速度下，地球產(chǎn)生了一種“離心趨勢(shì)”，離心力和太陽(yáng)的引力達(dá)到了平衡狀態(tài)，所以說(shuō)地球不是沒(méi)有掉下去，它只是以每秒 30 公里的速度，精妙地“錯(cuò)過(guò)”了太陽(yáng)。

那么是誰(shuí)在 46 億年前，狠狠地踹了地球一腳，給了它每秒 30 公里的側(cè)向速度呢？

答案藏在太陽(yáng)系的誕生史中。

大約 46 億年前，太陽(yáng)系還不存在，這里只是一團(tuán)巨大、冰冷、極其稀薄的分子云，這團(tuán)星云因?yàn)槟撤N擾動(dòng)，開(kāi)始在自身引力的作用下向中心坍縮。

在物理學(xué)中，有一個(gè)極其霸道的定律叫“角動(dòng)量守恒”， 就像花樣滑冰運(yùn)動(dòng)員收起雙臂時(shí)，旋轉(zhuǎn)速度會(huì)突然加快一樣，這團(tuán)極其龐大的星云在最初可能只有極其微弱的、幾乎察覺(jué)不到的旋轉(zhuǎn)，但隨著它越來(lái)越向中心收縮，它的旋轉(zhuǎn)速度變得越來(lái)越快。

由于高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的慣性，這團(tuán)球狀的云逐漸被甩成了一個(gè)扁平的“原行星盤(pán)”，在這個(gè)旋轉(zhuǎn)的盤(pán)子里：中心區(qū)域的物質(zhì)最多、最密集，它們坍縮、升溫，最終點(diǎn)燃了核聚變，誕生了太陽(yáng)。

外圍區(qū)域的塵埃和氣體，一邊繞著初生的太陽(yáng)高速旋轉(zhuǎn)，一邊相互碰撞、粘連、如同滾雪球一樣越滾越大，其中一個(gè)滾得比較大的“雪球”，清空了自己軌道上的其他碎片，最終冷卻下來(lái)，變成了地球。

所以地球的側(cè)向速度不是憑空得來(lái)的，它是繼承了整個(gè)太陽(yáng)系誕生之初、那團(tuán)古老星云的旋轉(zhuǎn)角動(dòng)量。

因?yàn)樘罩袔缀跏峭昝赖恼婵眨瑳](méi)有空氣摩擦力來(lái)消耗地球的動(dòng)能，所以這股 46 億年前的“初速度”就一直保存到了今天，它像一個(gè)不知疲倦的陀螺，在絕對(duì)的寂靜中，憑借著慣性，永無(wú)止境地旋轉(zhuǎn)飛馳。

但這并不是真相的全部，在牛頓看來(lái)，太陽(yáng)和地球之間有一根看不見(jiàn)的“引力彈簧”在拉扯著。但愛(ài)因斯坦說(shuō)：不存在什么引力，引力只是一種幾何錯(cuò)覺(jué)。

想象一張緊繃的、巨大的、極富彈性的蹦床。這就是我們的“時(shí)空”，現(xiàn)在把一個(gè)極其沉重的保齡球放在蹦床正中央，保齡球會(huì)把蹦床壓出一個(gè)深深的凹陷，此時(shí)你拿一個(gè)質(zhì)量很小的玻璃彈珠，沿著凹陷的邊緣向側(cè)面拋出去。

玻璃彈珠會(huì)怎么運(yùn)動(dòng)？

它不會(huì)直直地掉向保齡球，而是在這個(gè)凹陷的斜面上，一圈又一圈地滾動(dòng)，愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論告訴我們：“物質(zhì)告訴時(shí)空如何彎曲，時(shí)空告訴物質(zhì)如何運(yùn)動(dòng)”，太陽(yáng)巨大的質(zhì)量把周?chē)臅r(shí)空壓出了一個(gè)深邃的“引力井”。

地球根本不需要知道太陽(yáng)在哪里，也不需要感受到任何拉扯它的“力”，地球其實(shí)一直是個(gè)“瞎子”，它只是憑著慣性，在它自己看來(lái)，它一直在走一條絕對(duì)筆直的直線。

只不過(guò)，太陽(yáng)把這段時(shí)空弄彎了，所以地球“筆直”的運(yùn)動(dòng)軌跡，在三維空間里呈現(xiàn)出來(lái)的，就是一個(gè)繞著太陽(yáng)轉(zhuǎn)的橢圓軌道。

用這個(gè)視角再來(lái)看“地球?yàn)槭裁吹舨幌氯ァ保?/p>

因?yàn)榈厍蛘性谝粋€(gè)被太陽(yáng)砸出的巨大漏斗的邊緣。由于沒(méi)有摩擦力去消耗它的動(dòng)能，它就永遠(yuǎn)沿著漏斗的內(nèi)壁做著完美的圓周運(yùn)動(dòng)，既逃不出去，也掉不到漏斗的最底端。

總結(jié)一下，是什么力量在托舉著地球？

沒(méi)有托舉，只有平衡。

是太陽(yáng)毀滅性的引力，與地球自身繼承自 46 億年前創(chuàng)世星云的巨大慣性，兩者之間達(dá)成的一種極其精妙、極其脆弱的動(dòng)態(tài)平衡。

我們腳下這個(gè)生機(jī)勃勃的世界，全人類(lèi)的歷史、戰(zhàn)爭(zhēng)、藝術(shù)、愛(ài)情，全都搭載在這顆以每秒 30 公里速度狂奔的彈丸上。我們?cè)谏顪Y的邊緣瘋狂試探，卻因?yàn)樗俣茸銐蚩欤淮斡忠淮蔚貜奶?yáng)的頭頂掠過(guò)。

我們之所以能夠安然入睡，是因?yàn)檎麄€(gè)太陽(yáng)系的物理法則，在用數(shù)學(xué)般的嚴(yán)謹(jǐn)，維系著這場(chǎng)驚心動(dòng)魄的刀尖之舞。