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1 # 愛玩隊長
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2 # 新會譚生
1、在靠近地球的太空,因為地球對這張A4紙的引力比其他星球對它的引力大,所以在一定的時間之後,最終是有會落到地球的。
2、物體經過大氣層降落地球會燃燒的前提是:這個物體下落的速度足夠快,能跟大氣層的空氣摩擦產生足夠的熱量。這樣的話,對於A4紙來說,由於空氣的阻力,下落的速度不可能會快到因摩擦到生熱而燃燒的。反而,在太空的時候,由於沒有大氣層的保護,這張紙早就可能被太陽直射,達到很高溫度而被“烤焦”了,而由於太空中氧氣幾乎為零,所以烤到多熱也不可能發生燃燒,只能像乾餾一樣烤乾、構成紙的有機物變質了,並且產生的一部分液態產物因為失重狀態會附在另一部分固態產物的表面。當他落到地球的時候,可能就像一塊黑色的、烤焦的薯片一樣。
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3 # 魅力科學君
這確實是一個有意思的問題,我們先來定義一下這個問題中的“太空”,所謂的“太空”指的是地球大氣層之外的宇宙空間。其實這個界限非常的模糊,但一般可以認為在距離地表400公里的外大氣層,就可以稱為“太空”了。
第二個問題:這張A4的紙是從什麼地方扔下來的?也就是說,我們還要考慮這張A4紙的初速度。比如說如果我們是從繞地球執行的空間站把這張A4紙扔下來,那麼這張A4紙就擁有和空間站一樣的速度,大約為每秒7.9公里(第一宇宙速度)。
在這種情況下,我們扔紙的動作只是相當於給這張A4紙做了一個輕微的變軌,由於外層空間幾乎沒有阻力存在,所以這張A4紙會繼續圍繞著地球執行,我們也就不用指望它會掉下來了。
因此,我們應該把這張A4紙的初速度設為零。於是這個問題就變成了:在距離地表400公里的位置,扔下一張初速度為零的A4紙,它能夠平安的落到地面嗎?
很多人都會認為,這張A4紙會在空氣阻力的作用下,飄飄蕩蕩地緩緩落下,然後平安的降落到地面,但實際上並不是這樣。
需要指出的是,地球大氣層的密度並不是隨著高度逐漸減小的,大氣層的空氣約97%都集中在平流層(距離地表約9到45公里)以下,其中約75%又集中在對流層(距離地表約0到18公里)以下。
而從平流層再往上的話,空氣的密度會隨著高度的增長而指數級地下降。事實上,超過了100公里,空氣的密度就會變得極為稀薄,因此,在距離地表100公里以上空氣的阻力幾乎可以忽略不計。
這也就意味著這張從距離地表400公里處掉下來的A4紙,會經過長達300公里的、幾乎不受阻力的自由落體運動。關於這個推論,大家可以回憶一下我們中學時曾做過的實驗,在真空管(其實不是絕對真空,還是有少量的空氣)內,同樣高度的鐵球與羽毛,幾乎是同時落地。
根據自由落體公式 v = 根號下(2gh)(為了方便計算我們設g = 10米/平方秒),我們可以計算出,當這張A4紙抵達距離地表100公里處時,其速度大約為2450米/秒。
我們從能量的角度來看看這張A4紙會有什麼遭遇,通常來講一張A4紙的質量約為4.3659克,我們取其整數,即0.004kg,將其代入動能公式,Ek =( m x v^2)/2(這裡的 m 代表A4紙的質量),可以得到此時這張A4紙所攜帶的動能 Ek 約為12000焦耳。
12000焦耳是什麼概念?這裡舉個例子來比較一下, AK47 步槍大家知道吧,它的子彈出膛時攜帶的動能約為1383焦耳。
攜帶動能為12000焦耳的A4紙,一頭扎進稠密的大氣層,其自身攜帶的大部分動能會在短時間內釋放出來,其後果就是,這張A4紙瞬間解體,並在很高的溫度下燒得渣都不剩!
這裡要說明一下,以上的描述都是理想化的,實際上在距離地表100到400公里的大氣層中,還是存在著少量的空氣,它們會製造一些阻力。而距離地表100公里的位置,大氣也不是突然一下變得非常稠密,它有一個漸進的過程。
雖然這些因素都會影響整個計算的精確度,例如這張A4紙攜帶的動能要比理論值小一些,相應的釋放能量的值也會減少,但總的來講,這些影響是改變不了最終結果的,哪怕動能減少到只有我們計算出的三分之一,這張A4紙都是絕對到不了地面的!
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4 # 豆杆與風
月球在遙遠的未來都會落到地球上呢,何況近地軌道的一張紙。不考慮那種初始速度很高的情況,由於紙的密度低,考慮其氣動外形比較特殊,氣動阻力很大,很難達到能夠摩擦燃燒的速度。如果沒有遇到極端天氣,大機率會飄落到地面,不過時間可能要很久,可能還沒到地面就腐爛了。
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5 # 宇宙探索
首先,之所以問題會用“一張紙”,而不用一塊石頭,就是因為紙有不較大的迷惑性,因為紙張比較輕,而石頭聽起來比較重。事實上,在太空中,一張紙與一塊石頭並不會有什麼不同,我們可以在太空中拿起一張紙,同樣可以輕而易舉地“舉起”任何重量(哪怕一萬噸)的石頭!所以,不要被“一張紙”迷惑了,把紙換成石頭,結果是一樣的。
然後需要明確一點:太空的定義!通常來講,“太空”是一個相對模糊的概念,我們會預設為遠離地球的空間都屬於太空,基本上在距離地球400公里之外都屬於太空的範圍。這裡又分兩種情況。
如果是在環繞地球運動的空間站上扔下一張紙,相當於這張紙與空間站的速度一致,大約是第一宇宙速度(7.9千米每秒)。由於外太空幾乎就是真空,這張紙會隨著空間站一起環繞地球執行,當然不會像在地球上飄起來。我們也很難指望著這張紙能掉在地面上了。不過隨著時間推移,紙的速度會下降(下降速度非常慢),進而會向落向地面,不過並不會垂直落下來。落到大氣層中的紙張速度會非常快,與隕石落入大氣層的效果相差不大。
如果不是在環地軌道上扔下紙張,而是在遙遠的外太空,比如說太陽系之外的浩瀚外太空,這張紙很可能會永遠漂浮在虛無的太空中,而這時的紙張其實就相當於如今漫無目的地遊蕩在宇宙間的各種隕石彗星一樣,只是紙張比較輕罷了。理論上紙張會一直漫無目的地漂浮在太空中,直到有一天可能會被某個星球的引力捕獲,就像地球捕獲各種隕石那樣。不過這種機率是非常低的,基本上不可能。
就像美國發射的旅行者一號飛船一樣,在2025年左右這艘飛船將徹底自由,不受人類控制,自由地飛行在星際空間,可以長達數十億年之久!
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6 # KZ910
增加一個前設條件,忽略太陽幅射產生的熱量,只考慮“紙張下落摩擦大氣層,會造成燃燒”的問題。
我的回答是不會。
1. 紙張不會是垂直墜落地球,應該是繞著地球下降,離地距離下降400公里,實際執行可能是800~1000公里或更長。延長大氣對紙張的減速距離和時間。
2.紙張翻滾造成降速。
3.大氣摩擦即產生熱量也會帶走熱量。
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7 # 軍武資料庫
能啊。
雖然太空的界定是100公里高度,紙張從這個位置開始下落的時候即便紙張有著7.9km/s的第一宇宙速度。
但紙張的結構是
一個接近於極限薄的長方體。這種東西在空氣中運動的時候阻力也是極大的。同時要知道的一點是,在卡門線的位置的空氣實際上也並不完全是靜止的,也有著接近於每秒7.9km的流動速度。
因此紙張在太空中投下後並不會因為速度差而和大氣劇烈的摩擦。
這種景象是不會有的。
而且紙張會逐漸的達到在大氣中的終端速度7米/秒左右。
至於紙張的幾千焦耳的勢能,會在不斷的和大氣摩擦中轉換為熱能發散掉。有熱量紙張不會燒起來嗎?——想多了!這些紙張摩擦大氣產生的熱能一共才幾千焦耳,而紙張從卡門線落到地面上需要將近6個小時的時間。在這段時間裡紙張摩擦大氣的熱量早發散光了。
對於宇宙降落來說紙張是有先天優勢的。但為什麼不將衛星做成紙張的形狀回收呢?
和落葉一樣,紙張飄落的路徑不可控。
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8 # 鏈約眾智
假設這張紙會落到地面,因為它比較輕,而不會燃燒的話。那麼所有象紙一樣輕小的碎片都會慢慢穿過大氣層落到地面上。那麼慧星尾掃過地球的時候會有很多輕小的塵埃落下,億萬年之後必然會形成積累
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9 # 花心大辣椒
我認為會成為齏粉或小碎片落回地球。
很多回答說它和隕石一樣,衝進大氣層燃燒……
我覺的應該不會這樣。
隕石會衝進大氣層並摩擦燃燒,是因為隕石的巨大動能擺在那裡。
質量是巨大的,速度也是巨大的。
紙片雖然有速度,但是質量幾乎是0,導致它的動量和動能都很小,在剛剛接觸大氣層外圍稀薄空氣時,略微有一點點阻力,摩擦力並不大時就被迅速減速到很低的速度,隨氣流擺動的速度,所以不會再和大氣產生劇烈摩擦,也不會燃燒。
它速度被終止到0並非難事,因為它本來動量就不大。
但地球引力一直存在,它會繼續下降,過程中會結合水汽結冰,會被氣流破碎,會四分五裂,隨著降雨降雪,到地面上時已經幾乎成為齏粉水滴核散佈的到處都是。
當然,前提是你這個太空是能被地球引力捕獲的範圍。不是這個前提的話也沒啥意義,太空那麼大,和地球地面就沒關係了。
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10 # 愛看愛思考
怎麼樣給這張紙賦予足夠的大的能量?沒有能量它是無法繼續保持動力的。難道沒有看見被風吹起來的紙?在接近外層空間的的地方,拿什麼賦予它能量?
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11 # 味冷
對於無推進的落體,重力與阻力差,決定了重力勢能釋放的速度。不考慮外形,重力與阻力系數的比值在於落體密度。重力與阻力平衡點的速度,決定了落體的命運。
人和螞蟻一起跳樓,結局不同,道理就在於此。目前人類跳傘的記錄高度達到40公里,下落過程最高速度達到音速,而主要問題是克服寒冷,還沒到需要考慮氣動加熱的程度。
氦氣球能夠安然進出近地空間,就因為其密度低,速度小。隕石落入大氣層燒燬,是因為密度大,同時相對速度是第二宇宙速度以上。相比之下火箭整流罩在大氣層外拋離時已經接近第一宇宙速度,內壁溫度一般在300度以下,小於列印紙的燃點。回收整流罩燒蝕並不嚴重,因為其材料密度小,外形阻力較大。
因此個人認為,即使是衛星軌道速度的a4紙,也會減速到一個很低的重力-阻力平衡速度,最後安穩落地。一個對紙來說更加嚴苛的但是結果顯然的實驗是,如果太空跳傘員頭上頂張a4紙,紙會燃燒嗎?顯然不會。
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12 # 毒聚一方
最終得看這a4紙的相對速度!!
如果<第一宇宙速度,那麼它會被拉回地球灰飛煙滅
如果≥第一宇宙速度<第二宇宙速度,那麼它會成為地球的“人造衛星”
如果≥第二宇宙速度<第三宇宙速度,那麼它會成為圍繞太陽的“衛星”
以上是理想值
根據你給的條件,大約可以這麼想,某天在空間站的工作人員順手丟了一張a4紙,那麼這張A4紙肯定速度是和空間站接近,也就是大於等於第一宇宙速度<第二宇宙速度,
所以這a4紙就會繞著地球轉,成為一張“人造衛星紙”[靈光一閃]
當然了隨著地球引力的不平衡和太空裡不是絕對真空,還是會慢慢降速和慢慢脫離軌道,最終這紙還是會被拉回地球。。。。在大氣層裡化成灰燼。。。。。。
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13 # 地外天使講科學
對於從太空扔一張A4紙,能落到地面嗎,落到地面是燃燒完了還是完好無損嗎之話題,我個的觀點認為,此答題的關健點在於對太空的理解,通常情況下,超出於地球大氣層之外的太空間才可稱之為太空,在地球大氣層範圍之內的可稱之為高層大氣。
現按題目的“太空”來回答,從太空中扔一張A4紙,是不能落到地面上的情況。為什麼會這樣說呢?因為:一方面,宇宙太空上的環境都是真空狀態,所有物體都是失重的自然現象,從太空中扔下一張A4紙,會懸浮在太空間之中,成為太空“垃圾"之一。
二方面,A4紙屬於可燃的有機物質,燃點較低,約達60攝氏度或以上的高溫就自然會被點燃。一張A4紙在太空中懸浮,也是一種實體物質,具有太陽光射線的聚光性,很快會產生光聚焦現象,閃間會達到或超過A4紙燃點的溫度,A4紙將立即燃燒而變為灰燼。
由此可見,從太空中扔下一張A4紙,是不能落到地球地面上的情況。
不知這樣的回答是否準確?!如讀者閱後覺得我說的對或有道理,希給個點贊並點選關注我,可閱讀到我相關科學領域前沿近二千道的原創答題,定能閱覽到你關注的前沿科學知識。歡迎大家一起來討論和學習。宇明於東莞市。(注:原創作品,抄襲可恥。歡迎轉發。)
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14 # 賦閒老君
這題有些不夠準確,太空是近離地球的太空還是外太空。在近太空,這張紙可能會飄落到地面。它不會燒掉。因為浮力使它慢慢飄落下來。如果是外太空,因為它不受地球引力,所以它會無目的地飄走。
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15 # 優美生態環境保衛者
從太空扔一張A4紙,能落到地面嗎,落到地面是燃燒完了還是完好無損?
這個問題非常有意思。我們都知道,從外太空降落地球的隕石,會與大氣層發生劇烈的摩擦,從而溫度急劇上升,達到隕石組成物質的燃點之後發生燃燒,大部分的隕石在墜落到地表之前,都會在這種高強度的燃燒過程中消耗殆盡。而我們如果在外太空扔一張紙,無論是從質量或者密度,還是從形狀上看,張紙都與隕石有天壤之別,那麼這張紙會不會落到地面或者在降落到地表之前完全燃燒了呢?
關於紙張起始位置的假設我們對於太空的定義,廣義上說的就是地球大氣層之外的空間,而這個空間範圍可以延伸到很遠的深空區域,而那些處在可觀測宇宙之內、在地球大氣層之外的所有空間,理論上都可以稱之為太空。但是,在宇宙深空區域來談這一問題根本就沒有意義,因為張紙會在深空微重力的環境中漫無邊際的遊蕩,直到被比較強大的引力所束縛,然後慢慢地墜向引力源。
而想要實現紙張最終向地球墜落的目的,我們必須要使這張紙處在地球的有效引力範圍之內,而且還必須是居於主導地位的引力範圍,否則這張紙就會被更大引力的引力源所俘獲。因此,我們對於這張紙起始位置的假設就是,處在以地球為絕對主導的引力範圍。為了便於接下來的分析,我們就假定這張紙在沒有初始速度的情況下,將其放在地球大氣層的上限空間裡。
而地球大氣層的上限非常模糊,一般情況下認為是距離地表1000公里左右的區域,從1000公里到500公里左右的這塊區域,屬於地球大氣層的散逸層,它是地球大氣層向星際空間過渡的區域。在距離地表1000公里的地方,我們假定放一張紙沒有初始運動速度的紙,作為其運動的初始點。之所以我們設定為初始運動速度為0,主要是考慮排除其像人造衛星或者空間站那樣圍繞著地球轉動的情況。在初始運動為0的情況下,在地球引力的作用下,紙就會向著地球緩緩墜落。
地球大氣層的分層情況及各層的溫度變化地球大氣層從下往上,依次是對流層、平流層、中間層、熱層和散逸層。
對流層的厚度平均為12公里左右,地球大氣分子約80%都集中在這一層,主要成分是氮氣、氧氣、氬氣和少量的二氧化碳、水蒸氣以及其它惰性氣體。這層由於距離地面很近,它所獲取的熱量主要來源於地面的長波輻射,高度每上升100米,溫度下降大約0.6攝氏度。
平流層的厚度平均為40公里左右,地球大氣分子的18%左右分佈在這裡,相對於對流層來說,這裡的氣體密度已經比較稀薄了,空氣運動以平流形式為主,基本沒有上下的對流,空氣狀態比較平穩。這裡的臭氧含量逐漸增多,可以有效地吸收來自太陽輻射中的紫外線,推動氣體分子內能的提升,溫度較對流層頂部的-50攝氏度,有一定程度的提升,可以達到-20攝氏度左右。
中間層距離地面50公里左右,厚度約為40公里,溫度垂直差異明顯,對流又變得強盛起來,下層溫度零下80攝氏度左右,是大氣層中最冷的區域,而隨著高度的提升,溫度呈直線增加趨勢,頂部溫度可以達到100攝氏度以上。這部分殘餘的氣體分子,在吸收太陽的部分高能輻射之後會部分發生電離現象。中間層是大氣層中低層大氣和高層大氣之間進行物質和能量傳遞的過渡區域,因此而得名。
熱層距離地面100公里,厚度在300公里左右,這部分的溫度,隨著高度的上升迅速升高,最高溫可以達到1000多攝氏度。
散逸層是地球大氣層向外太空的過渡層,空氣密度已經非常低,在宇宙射線和太陽高能輻射粒子的作用下,非常稀薄的大氣分子都會發生電離現象,從而將電磁波攜帶的能量轉化為電離氣體的內能,因此這部分割槽域的溫度特別是中上層極高,可以達到1300-1500攝氏度。
紙張透過地球大氣層的情形雖然一個物體受到的重力加速度,與這個物體和引力源的距離平方呈反比,因此在1000公里的散逸層外圍,這個紙張受到的重力加速度僅為地球表面的6/7左右,但是由於幾乎沒有空氣分子的阻力作用,其仍然經歷著一個相對緩慢的加速過程,而隨著高度的降低,重力加速度的值會越來越大。
這個幾乎沒有空氣分子組力的移動距離,我們可以假定在初始位置到平流層之上,即900公里左右。由於重力加速度的影響,我們將初始和位於900公里處的重力加速度進行平均,將平均值作為整體運動的平均重力加速度,則按照公式v=(2gh)^(1/2)來計算紙張到達假想的空氣過渡面的速度,其值約為4000米每秒。
在如此高的速度之下,紙張所具有的動能也將是非常之高,按照動能公式Ek=(m*v^2)/2,我們也可以計算出此刻它所攜帶的動能大小,這裡取張紙質量為4克,則動能為3.2萬焦耳,這個能量乍看上去很大,但與一度電所轉換的能量值36萬焦耳相比,還不到0.1度電的能量,而且這個動能不可能一下子轉換為熱能,因為氣體的密度是隨著高度的降低而緩慢升高的,紙張所受到的阻力值是呈非常慢的增加趨勢,因此這麼高的速度要達到減速直至與阻力平衡時的勻速狀態,肯定要需要較長的時間。況且高層大氣中氧氣的含量十分稀少,不可能使紙張燃燒起來的。
但是,我們不要忽略一個問題,那就是散逸層的高溫,那麼相應的這個問題就會轉化為近似真空狀態下,紙張在1500攝氏度會出現什麼樣的變化。根據相關研究結果,紙張在真空狀態下加熱到500攝氏度左右,就可發生炭化現象,組成紙張的有機物將會最終形成碳和其它的一些產物,從而在不斷增強的氣體湍流影響下,炭化後的紙張會很輕鬆地被分解成微小的顆粒,然後經過漫長的懸浮過程,隨著本身的重力作用或者被與水蒸氣結合,或者隨降雨返回地面。
總結一下在太空中扔一張A4張,其最終結果是會返回地面,但已經不是紙張的形態了。在此過程中,紙張不會燃燒,但是會在經過散逸層和熱層時被完全炭化,然後在大氣湍流的作用下,變為非常細小的炭化顆粒,透過重力沉降落到地面之上。
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16 # 竹心cc
燒不著的。別計算什麼動能和彈道,它不是自由落體,要算就算流體動力學,它受空氣的影響遠遠大於受引力的影響。比如固體灰塵,你用浮力計算,它是不可能浮在空氣中的,實際上當灰塵小到一定程度,它就幾乎能懸浮在空氣中了。
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17 # 郭城3點14壹伍玖
題目應該說的是從在軌執行的太空站上扔一張紙。(否則,A4紙是如何到達其它那些匪夷所思的地方呢。)
答案很簡單,就是這張紙一定會完整無缺的落到地球表面,地面或者任何水面。至於是平整的,還是皺巴巴的,則取決於下落的過程中是否遇到過雨水。
這張紙的下落過程,開始一定是極其緩慢的,因為高軌道處大氣極其稀薄。但是,它終歸還是要在這極其稀薄的大氣阻力下緩慢減速,並同時緩慢降落,逐漸進入稠密的低空大氣層。要知道,紙張是軟的,正如我們日常所見,空氣阻力會導致紙張下落過程不可避免的橫行飄蕩,這一點決定了紙張下落的總體速度會很慢,所以,這張紙一定會飄飄搖搖的落到地上,空氣阻力的原因,在你見到這張紙的時候,關於這張紙出發的初始位置的所有資訊,都已經被抹的乾乾淨淨了。你不會想像得到,它可能是來自空間站。
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18 # 耳屎俠
題主可以想象降落傘結構,速度再高的紙張,從遇到稀薄的空氣就可能開始減速了,還沒等到燃燒就已經速度降的很低了,然後慢慢飄下來
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19 # 阿根190942333
太空中如果是白天,空氣稀薄,陽光紫外線強,這張紙就碳化了,有風的地方就碎了。如果是晚上,溫度度低就吸收水份,結成冰,到有風的地方也碎了。最理想就是溫度和太陽方位都正常,保持原來紙的狀態,那就慢慢飄下來
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20 # 戴正明1168
從太空扔一張A4紙,能落到地面嗎?落到地面是燃燒完了還是完好無損?
首先,太空是個模糊概念,太空有多高?根據現在科學很難得出準確距離,太空的上限和下限又是什麼?太陽執行又在太空的什麼位置?
所以回答這樣的問題從以下幾個方面來回答,
一,太空上限,肯定在太陽上方。從太陽上方落下一張A4 紙,由於太陽在轉動,一張A4 紙有可能從太陽轉動的上方落下,有可能從太陽的東西方落下,有可能從太陽近點落下,一張A4 紙如果從太陽轉動的上方以及近點落下,那麼太陽的溫度是可以讓一張A4紙燃燒完的,一張A4 紙如果從太陽轉動的東西遠方落下,由於距離太陽遠,一張A4紙不足以燃燒,那麼一張A4 紙自由落體飄下去,(因為一張A4紙的密度比空氣密度高,可以下沉),飄到一定的空中,由於水氣的緣故,一張A4 紙被潮解並繼續飄下,被潮解肯定變形。繼續飄下時,問題又來了,從太空扔一張A4 紙是春夏秋冬中的春還是夏還是秋還是冬,是雨天還是霧天還是晴天還是下雪天,如果是雨天,扔下的一張A4 紙肯定不是完好無損的落到地面如果是霧天或是下雪天也一樣不是完好無損的落到地面,如果是晴天,由於A4紙被潮解過,再風乾,落到地面也不是完好無損的。
如果從太陽轉動的下方太空,只要離太陽近,一張A4紙會被燃燒完,離太陽遠,不足以被燃燒,但一張A4 紙落到地面如上所述不是完好無損的。
回覆列表
往太空中扔一張紙,能落到地面嗎,會不會燃燒完?這是兩個不同的問題。
首先,往太空隨意某處丟一張紙,要從兩個角度來考慮,有限時間和無限時間。在有限時間,比如幾百萬年,幾千萬年,有可能這張紙還是飄在太空行到不了地面。因為宇宙太大了,有限的時間有限的速度,對於這種宇宙怪獸來說,根本不算什麼。但是,如果在無限時間裡,這張紙是一定會“落地”的,宇宙是變化的,他會膨脹,也會收縮,變化就意味著無盡可能。也許某處一次大爆炸,產生極大衝擊波,給了這張紙一個極大的動力,加速它飛向某一星球(有一點,這裡的地面,不是特指的地球表面,是代指任何宇宙物體表面),加上萬有引力的作用,所以我認為,在無限時間下,這張紙飛向某一個星球表面,是必然事件。
其次,我們分析一下,是不是一定會燃燒?我認為不一定。我們看到,地球上有隕石或者什麼其他的東西掉落下來會燃燒,那是因為地球的大氣環境,也正是這個東西,保護了我們地球上的生靈,在此我們要感謝她。但是別的星球不一定有這樣的大氣環境。
最後,總結一下我的觀點,宇宙很大,不要侷限於地球,拋開中心,有可能想得更遠。