雖然我們大多數人從未有機會進入太空，但我們每個人都有機會夢到它，想知道它會是什麼樣。在各種各樣的科幻節目中，你可以找到許多不同的表現，說明加速度是如何影響每個人和宇宙中的一切事物的。我們平時乘車時，汽車加速，會有很強的加速感，但如果你真的在這樣一艘太空船上，把自己限制在我們現在所知道的物理定律之內，你會真正體驗到太空加速感嗎？

圖注：在指揮/服務艙，阿波羅9號飛行員大衛·斯科特拍攝了登月艙的著陸配置。無論是在地球、月球還是在太空深處，每個物體都會承受引力和加速度的作用。然而，你的感受卻完全不同。

無論你在宇宙中的什麼位置，引力總是存在的。在地球表面，我們喜歡認為，我們的星球的引力場和它所產生的力占主導地位，正如我們的共同經驗告訴我們的那樣。事實上，地球表面的每個物體都會經歷9.8米/s^2的加速度，您通常將其定義為向下的任何方向：朝向地球中心。

圖注：一旦物體在重力的影響下在太空中移動，沒有其他力（如推力、旋轉等），船上的每個人都會體驗失重的感覺。即使重力真的在那裡，加速飛船和裡面的一切，這不是一個可察覺的感覺。

但是當你坐在椅子上閱讀這篇文章的時候，這並不會讓你感覺到自己正在經歷的加速度。你可能感覺你根本沒有在加速，即使引力是一個非常真實的力量作用在你的身體。原因既簡單又深刻。有一個相等且相反的力，抵消了引力，阻止你向地心加速：椅子向上推你身體的力。

圖注：當你坐在椅子上時，你感覺到的力是兩種力的組合：重力和椅子向上推的“法向力”，抵消了重力。如果沒有椅子，沒有地板，沒有地球地面來支撐你，那麼重力會給你和完全失重一樣的感覺。

如果你的椅子不在那裡，地面就會產生向上推你身體的力，抵消重力。如果你所在的建築不存在，地球表面就會反過來支撐你。只有當你清除了所有可能的障礙物，你才會真正感受到你的加速度。

相反，你所感受到的是這兩種力的組合：引力和我們通常所說的“法向力”，因為它把你支撐在它的表面上，使你正常站立（垂直）。如果你在斜坡上，你也會感受到摩擦力來保持你的位置，這就是為什麼如果你腳踩的表面對你的鞋子來說太滑時，你就會開始從斜坡上滑下來。地心引力總是會加速你向地心移動，但其他的力可以部分或全部抵消地心引力。

圖注：重力（紅色）和法向力（藍色）是相等和相反的力，它們作用在地球表面的任何質量上。如果支撐物被移除，感覺將不是加速度，而是失重。

然而，如果你滿足一個條件：如果你自由落體，所有這些反作用力都會消失。自由下落的物體仍然會受到引力的作用，就像整個宇宙中的其他物體一樣。但是如果沒有物體向後推並抵抗重力，您將不再承受法向力。

自由落體的感覺通常被稱為“失重”。當：

在你再次下山之前，你開得太快了，

當你坐在過山車上的時候“跌落”的瞬間，

在空氣阻力變得重要之前，你跳到空中或跳下飛機的第一秒，

或者——對我們中少數幸運的人來說——當你進行零重力飛行時，飛機關掉引擎的那一刻。

圖注：早在2007年，史蒂芬·霍金就進行了一次零重力飛行，體驗失重的感覺。正如霍金所說，“只要人們精神上沒有殘疾，就不必受到身體殘疾的限制。”在飛機自由落體的時刻，機上每個人都會體驗到失重的感覺。

不管你信不信，當萬有引力是唯一加速你的力量時，你所感受到的就是那種失重的感覺。很難相信，因為這是違反直覺的，但你現在所經歷的是一種平衡狀態。有一個引力在加速你，但有一個相等和相反的力在推動你。當你在10000米高的飛機上飛行（水平）時，與地球表面的情況一樣：飛機座椅給您一個推力，該推力平衡了您身體重力。

例如，國際空間站的宇航員距離地球表面略高於400公里（250英里）。在它們的高度上，由於地球重力引起的加速度小於地球表面的加速度：8.7 m/s 2，而不是9.8 m/s 2，僅減少了約12%。

圖注：在外層空間，儘管宇宙中所有的質量都像正常情況下一樣受到引力作用，但沒有地球上那樣的“上升”或“下降”，因為宇宙飛船和飛船上的每個人都以同樣的速度因引力而加速。這甚至適用於國際空間站，儘管地球的引力保持在地球表面的88%。

但每一個宇航員，在那裡，所有的時間，經歷同樣的感覺：完全失重。同樣，這也是自由落體的結果。國際空間站上的宇航員正以8.7米/秒的速度向地球中心加速，但空間站本身也以8.7米/秒的速度加速，因此沒有相對加速度，也沒有你所經歷的力。

同樣的原理也適用於極端的尺度。那些登上月球的宇航員在離開地球奔向月球的過程中，從來沒有感覺到什麼特別的東西。當他們繞著月球執行時，除了失重，他們什麼也沒感覺到。只有在他們旅行的兩段時間裡——當他們的飛船使用推進器加速時，當他們實際在月球表面時——他們才體驗到我們與加速相關的物理感覺。

圖注：1969年，阿波羅11號首次將人類帶到月球表面。圖中是巴茲·奧爾德林在阿波羅11號上進行太陽風實驗，尼爾·阿姆斯特朗拍下了照片。隨著月球的引力使宇航員向下加速，月球表面向上推，宇航員在月球上時體驗到的重力感約為地球的1/6，但在繞月軌道上時卻沒有。

那是因為加速度的感覺和引力根本沒有關係。它只與法向力的大小有關：物體對你施加的物理力。在地球上，你能做的最好的測試之一就是把秤帶進電梯。如果你站在天平上然後向上，你會注意到：

當你向上加速時，你在天平上的重量首先開始增加，因為（來自地面的）法向力增加了，

然後你的體重會恢復正常，當你的淨加速度恢復到零，你以恆定的速度移動，

然後你的體重隨著電梯的減速而迅速下降，當它發生時你的法向力（從地面）也隨之下降。

當你在一輛加速或減速的車裡，或有人突然推你，或你處在發射的火箭飛船上的時候，同樣的加速感也會出現。

圖注：1992年哥倫比亞號太空梭的這次發射表明，加速度不僅僅是火箭的瞬時加速度，而是在很長一段時間內產生的，持續了很多分鐘。火箭上的某個人感受到的加速度是向下的：與火箭的加速度方向相反。

進入科幻小說世界，這就是為什麼如此多的飛船將某種“人造重力”作為情節裝置的原因。 沒有它，您根本不會體驗到那種加速的感覺。 僅在引力的影響下，即使您朝月球、行星、恆星或星系等天體墜落，您也只會體驗到失重的感覺，因為您的身體相對於飛船不會有任何加速度。

您要麼必須要有某種方法來使船不斷以與地球重力9.8 m /s²相同的加速度進行加速，然後船正在加速的方向就像您的“向上”方向， 類似於“向下”朝向地球中心的方式，或者您必須擁有大型旋轉船才能使“向外”作為向下方向，這個想法在2001年的電影《太空漫遊》中發揮了巨大的作用。

圖注：在2001年的電影《太空漫遊》中，一艘大型圓形宇宙飛船的想法佔據了中心位置，成為產生人造重力的現實手段。透過讓宇宙飛船根據其外半徑以特定的速度旋轉，可以產生一種人造重力的感覺，其“向外”方向與我們所感知的“向下”方向相對應。

愛因斯坦正是透過思考這樣的謎題和現象，找到了廣義相對論的關鍵思想：等效原理。簡單地說，等效原理是說，如果你在一個封閉的、沒有窗戶的房間裡——比如電梯——你無法區分把你拉下來的重力（或加速度）和由於你的運動改變而導致的加速度之間的區別，而這種變化會把你“拉下來” 。

唯一的跡象是，物體在房間內似乎朝一個統一的方向加速。 您唯一可以執行的真實測試是將不同的物體放在不同的位置，並以足夠好的精度測量它們是否朝著某個點（將是重力的方向）加速，遠離某個點（這將是向心的，或旋轉的例子），或是平行線（這將是線性加速度）。

圖注：愛因斯坦的等效原理證明了在加速火箭（左）和在地球（右）上落在地板上的球的行為相同。 儘管在單個點上測量加速度不會顯示出重力加速度與其他形式的加速度之間的差異，但由於周圍時空的引力梯度不均勻，因此沿該路徑測量多個點會顯示出差異。 值得注意的是，引力使愛因斯坦將引力與狹義相對論統一起來。

事實上，在你自己的身體裡，你所感受到的唯一感覺，是由觸碰你的物體所產生的力。如果你在一個密封的房間裡，房間外面的東西導致你和房間一起移動——不管這種力是引力、電磁力還是其他性質的力——只要房間的兩邊沒有以某種方式對你施加力，你就無法感覺到它。

對於引力，它會使你、飛船和其他一切物體以完全相同的速度加速；如果沒有任何物體對其他物體產生推力，就不會有任何力的感覺和加速度。儘管引力會使你加速，但自由落體時提供的加速度與失重時相同。