人類在第一次進入太空之前，是咋知道太空中沒有空氣/氧氣的？確實，我們沒有去過一個地方確實不知道那裡的情況。但有幸得是，在我們地球到太空之間的這段區域完全是向我們敞開的，因此我們可以透過間接的分析和直接的觀察去了解一些情況。其實想知道太空沒有空氣對我們人類來說並不難。

我們每個人可能都有過登山的經歷，頭一天心情激動滿懷期待，第二天一大早就趕緊起床，為徒步登山打包食物和裝備，然後坐車欣賞沿途的風景。這一路上包括登山的過程中都能呼吸到新鮮的空氣。當然這裡說的山高度至少要在3000米以上。

然而，一旦你到達了山頂，就會發現其他人呼吸變得有點困難。也許你身體素質好，但過了一段時間，你也覺得有點呼吸困難了！

因此透過簡單的一次旅行，任何人都會得出一個正確的結論：在山頂上呼吸困難與高空中缺少氧氣有關。

人們對大氣壓力和真空的認識

早在公元前350年，人們就首次提出了太空中沒有氧氣的理論。希臘天文學家亞里士多德提出，自然界厭惡真空，這一理論後來被稱為“恐怖真空”理論。意思就是說，自然界不允許真空的存在，很討厭它，我們無法在區域性空間中將空氣抽走，因為亞里士多德觀察到，如果我們抽走水管中的空氣，水就會補充進來並佔據空間。

後來的原子論否定了這一理論，直到17世紀，太空中沒有氧氣的理論才被科學證據所證實。

我們都聽說過氣壓計？這是一種用來測量氣壓的儀器。氣壓計是由一位名叫埃萬傑利斯塔·托里拆利（Evangelista Torricelli）的義大利物理學家發明的，他實際上是伽利略的學生。伽利略曾在空中做過許多不同的實驗，他知道了空氣有重量，也有某種力量可以抵抗真空的形成。伽利略死後的一年，托里拆利就成功地完成了實驗，並創造了一種可以產生區域性真空的儀器！

托里切利做了更多的研究，大約在1644年，他得出結論，空氣或大氣會產生壓力，因為空氣被某種神秘的東西拉或推到地球表面。他的原話是這樣說的:“我們是生活在空氣的海洋下面的，空氣的重量是用實驗可以證明的。”

幾年後的1646年，布萊斯·帕斯卡（以他的機率論而聞名）也對大氣壓進行了實驗。帕斯卡發現真空存在於現實世界中。兩年後，也就是1648年，帕斯卡說服他的姐夫弗洛林·佩裡耶帶著水銀氣壓表爬上了法國的圓頂山。他們發現，當我們遠離地球表面時，大氣壓力就開始下降。一直以來，在高海拔地區大氣壓力下降的原因是未知的。

德國科學家奧托·馮·格里克在1650年製造了第一臺真空泵。他證明了由空氣重量產生的力非常大，兩組馬都無法把真空的兩個半球分開，這就是著名的馬德堡半球實驗。奧托還注意到，地球的大氣層像一個外殼一樣包圍著地球，密度隨著海拔的升高而逐漸下降。他得出結論，在離地球表面一定距離的地方一定存在真空。

奧托·馮·格里克（Otto von Guericke）對他製造的第一臺真空泵進行的實驗演示。影響近代人類的科學原理，它解決了當時人們面臨的所有問題

1687年，歷史上最有影響力的科學家之一，艾薩克·牛頓爵士在他的自然哲學的數學原理中提出了萬有引力理論。這時一個跨時代的理論，至此人們在之前所進行的所有實驗、的出來的所有結論都找到了科學上的依據。

感謝傳說中的那個蘋果！否則，我們可能需要很長的時間才會發現引力的存在。引力是我們人類以及我們所能看到的一切依附在地球表面的原因。如果沒有地心引力，所有的東西都只會四處漂浮。而且現在還有人會問，為什麼宇宙中的星系會漂浮在太空中？這種問題很幼稚。

引力除了把我們留在地球表面之外，在許多其他自然現象中也扮演著重要的角色。

為什麼太空中沒有空氣/氧氣?

現在讓我們考慮一些簡單的問題，如果地球有引力，引力是讓所有物體與地表相連的因素，那有沒有可能引力是我們感受到大氣壓的原因？的確如此！上文托里拆利認為有種神秘的東西，現在看來這種神秘的東西就是引力。引力將大氣（或空氣）拉向地球表面，造成大氣壓力。

如果是這樣的話，為什麼我們越往上走氣壓越低呢？當我們上升到大氣層的高處時，我們正在遠離地心，因此也就遠離了地球的引力場。我們越往上走，引力的拉力就越小，所以在離地球一定的高度或距離上，引力就不再作用於任何物體，它們就會簡單地飄向太空。

這種現象也就發生在氧氣的身上。氧氣集中在大氣的低處，越往高處越少。這就是為什麼登山者和徒步旅行者在山頂呼吸困難的原因，因為那裡幾乎沒有氧氣。我們越往高處走，空氣越稀薄。

當引力不再有力作用時，空氣分子（氧氣）就不再被吸引到地球上。因此，分子之間的距離會越來越遠，導致密度降低，壓力降低。這就是我們認為的沒有空氣或者真空。

科學家、物理學家和天文學家就是這樣認識到太空中不存在空氣/氧氣的，透過邏輯推理和一些基礎實驗。

在17世紀到19世紀之間，許多關於空氣在壓力、溫度、分子等方面的行為的理論和定律被闡述了出來。這些定律包括波義耳定律、查爾斯定律、阿伏伽德羅定律、理想氣體定律等等。所有的定律和理論都在發現太空空無一物的自然真理中發揮了巨大的作用。

這個問題放佛無從著手，是一個是雞生蛋還是蛋生雞的邏輯悖論，但其實對科學歷史稍有常識的人都會知道這是科學計算的自然結果。事實上在人類進入太空之前，人類就已經知道地球外面沒有空氣而且會失重！

自然和自然界的規律隱藏在黑暗裡，上帝說：讓牛頓去吧！於是，一切成為光明。

這是一位詩人對這位千年一遇奇才的讚美，也是對這個問題的最好回答。事實上在17世紀之前，在牛頓誕生之前，人類在物理、化學領域雖然已經小有成就，但對於外太空確實缺乏足夠的瞭解，當然更不知道地球外面沒有空氣，而且會失重。但隨著牛頓萬有引力定律及其公式的問世，人類透過計算已經能夠大致推斷出地球之外的情況。

舉一個直觀的例子，現代人造地球衛星就源於牛頓在300年前的一個設想，牛頓假設在一個山頂架設一門大炮，如果這門大炮威力足夠的大，炮彈能夠以每秒7.9公里的速度飛行，則這發炮彈將永不落地。所以時至今日，雖然人類的科技比300年前有了長足的進步，但在基礎理論領域相對牛頓並未有大幅的進步，人類仍然站在這個巨人的肩上。當然，對外太空基本模型的建立並不能完全歸功於牛頓，在牛頓之前、之後也有其他科學家做出了自己的貢獻。但牛頓的出現是根本性的且是劃時代的，說他為人類帶來光明實至名歸。

為什麼科學能夠預見未知的事物？答：這正是上帝語言的魅力！

在古典時代，科學常被稱為上帝的語言，代表著整個宇宙的基本規律，是可驗證並且可重複的學問。所以結合相關的條件，經過科學的計算準確預見未知的事物，對科學本身而言並不奇怪，這不是迷信，因為上帝總是會尊從自然法則。在科學史上，相關的案例比比皆是！

1846年，法國天文學家勒維耶就透過牛頓的公式，準確計算出了海王星的軌道，使得太陽系在人類視野內又多了一顆行星。

1916年史瓦西透過愛因斯坦引力方式預言了黑洞的存在，2019年4月10日人類拍攝了首張黑洞的照片，證實了史瓦西的預言！

1916年 [1] ，愛因斯坦基於廣義相對論預言了引力波的存在，2016年2月11日，LIGO科學合作組織和Virgo合作團隊宣佈他們已經利用高階LIGO探測器，已經首次探測到了來自於雙黑洞合併的引力波訊號。