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  • 1 # 玻璃魚V

    要回答題主的問題,要分別解釋銀河系中心黑洞的洛希半徑和人在太空為什麼漂浮而沒被銀心吸走兩個概念。

    銀河系中心黑洞的洛希半徑

    銀河系中心的引力為何無比巨大呢?是因為銀河系中心有著一個十分巨大的黑洞。黑洞是一個體積非常小、密度和質量非常大的天體,它的引力十分巨大,在黑洞的事件視界範圍內的物體都會被吸入黑洞中,連光都無法逃脫。而黑洞除了事件視界範圍外,還有一個洛希範圍,該範圍內的物體會受到黑洞的引力影響,如果沒有受到其他力的影響,將會慢慢被拉近黑洞並最終落入黑洞的事件視界。

    圖為銀河系中心黑洞

    而越接近黑洞,其受到黑洞的引力影響越大,相反,越接近黑洞的洛希半徑邊緣,受到黑洞的引力影響越小。

    人在太空為什麼能夠漂浮而沒被銀心吸走

    人之所以能在太空漂浮,表面上是沒有引力影響,實質上,其實是人受到各方向引力的平衡,導致人在各方向上受到的力接近於零。

    圖為宇航員在太空失重狀態下漂浮

    也就是說,人在太空,其實也受到了銀心引力的影響,但是同時也受到地球、太陽、太陽系其他天體的引力影響,最終這些各個方向上的力互相抵消,導致人成為失重狀態漂浮在空中。

    引力的本質

    經典力學裡,將引力描述為一種力,而在相對論裡,引力的本質是空間的扭曲,質量越大的物體,對空間的扭曲也越大,而物體的運動將會遵照最短路線運動的路線,所以看起來物體受到了引力做運動。而各個物體對空間的扭曲作用可以疊加,所以最終導致人所在空間受到各類天體扭曲後,達到一個相對平整的狀態,所以看起來人是漂浮在太空中。

    圖為相對論空間扭曲示意圖

  • 2 # 如風擺柳

    這兩種說法都是錯誤的!

    銀河系中心的引力到底大不大?這得看你呆在哪個地方。如果你(或者飛船)就在銀河系中心附近,受到的引力當然會很大,運氣不好的話,也許會被吸進銀河系的中心黑洞。如果你離得足夠遠——比如說在太陽系現在所處的位置(或者地球附近的太空中),那麼很遺憾,銀河系中心對你的引力遠遠小於太陽(或者地球)對你的引力。你仍然會受到來自於銀河系中心的萬有引力(所以你仍然會隨著整個太陽系一起繞著銀河系中心公轉),但這個力其實很微弱,大多數情況下,你甚至把它直接忽略不計,也不會鬧出什麼問題。

    所以銀河系中心對你施加的引力大不大?這取決於你跟它的空間距離有多遠。因為,按照萬有引力定律,引力的大小跟兩者(相互吸引的兩個物件)的距離的平方成反比。地球附近的宇宙空間,距離銀河系中心大約有3萬光年的距離,所以銀河系中心對你的萬有引力,別說比不上地球、太陽和月球,就連火星都遠遠不如(如果假定銀河系中心大約是一百萬個太陽質量的話,它對你的萬有引力大致相當於冥王星對你的萬有引力——不考慮相對論的話,引力常數和你本身的質量是恆定的,銀河系中心質量比冥王星的要大14個數量級,而距離卻要遠大約7個數量級,注意這裡的冥王星距離是按遠日點計算的)。如果你覺得冥王星對你的引力實在是無足輕重的話,你同樣沒有必要擔憂銀河系中心對你的引力問題。

    另外一個問題是:你進入太空以後,是否地球對你的引力就突然消失了?

    很多人回答說,太空中的人不會受到地球(或者太陽、月球、銀河系中心……)的引力。這種說法顯然是非常錯誤的。它弄混淆了失重和不受引力這兩個完全不同的概念。

    所謂失重,是指物體(通常都是指人)處於非平衡的落體狀態時(自由落體或者非自由落體都可以算數),由於沒有受到(足以於重力相平衡的)支撐力,而表現出來的類似懸浮的狀態或者感受。從高處往下跳(但要小心摔傷),或者乘坐電梯的時候(在電梯向下加速啟動的瞬間),人經常會感受到失重。當然,在太空中也會有失重的現象。

    人(或者物體)處於失重狀態的時候,是不是就沒有受到萬有引力了呢?顯然不是。實際上,引力的大小和方向一般都沒有什麼變化,它只取決於引力常數、你和施力物體各自的質量以及質心距離這幾個簡單的資料(這裡暫不考慮相對論效應),該是多少就是多少,跟你有沒有失重無關。

    那麼,為什麼飛船上的宇航員沒有被地球的引力拉回地面呢?答案是:宇航員正在以一個不大不小剛好合適的速度在環繞地球做圓周運動,地球的引力完全用於提供圓周運動所需要的向心力了,沒有多餘的力可以把宇航員和飛船拉回地面。宇航員(和飛船)的這個運動速度是經過嚴格的計算確定的,並且地面指令會讓飛船隨時校正偏差。如果速度不合適,或者飛船缺乏動力而無法校正速度的偏差(由於摩擦阻力的積累,速度一般會越來越低),飛船和宇航員仍然會被引力逐步拉回地面——只是時間有長有短而已。前幾年俄羅斯的和平號空間站,就是由於俄華人沒有能力繼續維護,不得不以這種方式(有控制地)重新墜入地球大氣層燒燬掉(因為再晚的話,就會徹底失去對空間站的控制,這玩意兒就不知道會掉下來落到誰的頭上了)。如果進入太空中就沒有地球引力的話,俄華人就沒有必要這麼做了。

    如前面所說,在速度剛好的情況,宇航員會環繞地球做勻速圓周運動。如果速度低於這個數值,宇航員會逐步降低自己的軌道高度,直到被地球的引力拉回地面——以為軌道越低引力會越大,從而使其加速下滑。宇航員的結局有可能是摔死、燒死或者正常著陸(然後迎接掌聲和鮮花)。如果速度高於這個數值,宇航員可能會繼續提升自己的軌道高度,直到達到新的(可以平衡引力的)高度,或者乾脆突破第二、第三宇宙速度飛向遠方,去完成自己肩負的光榮使命(能不能安全返回就很難說了,畢竟太空是個高危場所——好吧我就是個烏鴉嘴)。

    所以,太空中的蘋果照樣有可能會落回地上——如果它的速度不合適的話。下次可別再說太空中的蘋果就不受地球的引力了。

    還有,雖然太空很有魅力,但也別忘了自己身邊的親友。

    祝親們節日愉快!

  • 3 # 玻璃魚V

    要回答題主的問題,要分別解釋銀河系中心黑洞的洛希半徑和人在太空為什麼漂浮而沒被銀心吸走兩個概念。

    銀河系中心黑洞的洛希半徑

    銀河系中心的引力為何無比巨大呢?是因為銀河系中心有著一個十分巨大的黑洞。黑洞是一個體積非常小、密度和質量非常大的天體,它的引力十分巨大,在黑洞的事件視界範圍內的物體都會被吸入黑洞中,連光都無法逃脫。而黑洞除了事件視界範圍外,還有一個洛希範圍,該範圍內的物體會受到黑洞的引力影響,如果沒有受到其他力的影響,將會慢慢被拉近黑洞並最終落入黑洞的事件視界。

    圖為銀河系中心黑洞

    而越接近黑洞,其受到黑洞的引力影響越大,相反,越接近黑洞的洛希半徑邊緣,受到黑洞的引力影響越小。

    人在太空為什麼能夠漂浮而沒被銀心吸走

    人之所以能在太空漂浮,表面上是沒有引力影響,實質上,其實是人受到各方向引力的平衡,導致人在各方向上受到的力接近於零。

    圖為宇航員在太空失重狀態下漂浮

    也就是說,人在太空,其實也受到了銀心引力的影響,但是同時也受到地球、太陽、太陽系其他天體的引力影響,最終這些各個方向上的力互相抵消,導致人成為失重狀態漂浮在空中。

    引力的本質

    經典力學裡,將引力描述為一種力,而在相對論裡,引力的本質是空間的扭曲,質量越大的物體,對空間的扭曲也越大,而物體的運動將會遵照最短路線運動的路線,所以看起來物體受到了引力做運動。而各個物體對空間的扭曲作用可以疊加,所以最終導致人所在空間受到各類天體扭曲後,達到一個相對平整的狀態,所以看起來人是漂浮在太空中。

    圖為相對論空間扭曲示意圖

  • 4 # 如風擺柳

    這兩種說法都是錯誤的!

    銀河系中心的引力到底大不大?這得看你呆在哪個地方。如果你(或者飛船)就在銀河系中心附近,受到的引力當然會很大,運氣不好的話,也許會被吸進銀河系的中心黑洞。如果你離得足夠遠——比如說在太陽系現在所處的位置(或者地球附近的太空中),那麼很遺憾,銀河系中心對你的引力遠遠小於太陽(或者地球)對你的引力。你仍然會受到來自於銀河系中心的萬有引力(所以你仍然會隨著整個太陽系一起繞著銀河系中心公轉),但這個力其實很微弱,大多數情況下,你甚至把它直接忽略不計,也不會鬧出什麼問題。

    所以銀河系中心對你施加的引力大不大?這取決於你跟它的空間距離有多遠。因為,按照萬有引力定律,引力的大小跟兩者(相互吸引的兩個物件)的距離的平方成反比。地球附近的宇宙空間,距離銀河系中心大約有3萬光年的距離,所以銀河系中心對你的萬有引力,別說比不上地球、太陽和月球,就連火星都遠遠不如(如果假定銀河系中心大約是一百萬個太陽質量的話,它對你的萬有引力大致相當於冥王星對你的萬有引力——不考慮相對論的話,引力常數和你本身的質量是恆定的,銀河系中心質量比冥王星的要大14個數量級,而距離卻要遠大約7個數量級,注意這裡的冥王星距離是按遠日點計算的)。如果你覺得冥王星對你的引力實在是無足輕重的話,你同樣沒有必要擔憂銀河系中心對你的引力問題。

    另外一個問題是:你進入太空以後,是否地球對你的引力就突然消失了?

    很多人回答說,太空中的人不會受到地球(或者太陽、月球、銀河系中心……)的引力。這種說法顯然是非常錯誤的。它弄混淆了失重和不受引力這兩個完全不同的概念。

    所謂失重,是指物體(通常都是指人)處於非平衡的落體狀態時(自由落體或者非自由落體都可以算數),由於沒有受到(足以於重力相平衡的)支撐力,而表現出來的類似懸浮的狀態或者感受。從高處往下跳(但要小心摔傷),或者乘坐電梯的時候(在電梯向下加速啟動的瞬間),人經常會感受到失重。當然,在太空中也會有失重的現象。

    人(或者物體)處於失重狀態的時候,是不是就沒有受到萬有引力了呢?顯然不是。實際上,引力的大小和方向一般都沒有什麼變化,它只取決於引力常數、你和施力物體各自的質量以及質心距離這幾個簡單的資料(這裡暫不考慮相對論效應),該是多少就是多少,跟你有沒有失重無關。

    那麼,為什麼飛船上的宇航員沒有被地球的引力拉回地面呢?答案是:宇航員正在以一個不大不小剛好合適的速度在環繞地球做圓周運動,地球的引力完全用於提供圓周運動所需要的向心力了,沒有多餘的力可以把宇航員和飛船拉回地面。宇航員(和飛船)的這個運動速度是經過嚴格的計算確定的,並且地面指令會讓飛船隨時校正偏差。如果速度不合適,或者飛船缺乏動力而無法校正速度的偏差(由於摩擦阻力的積累,速度一般會越來越低),飛船和宇航員仍然會被引力逐步拉回地面——只是時間有長有短而已。前幾年俄羅斯的和平號空間站,就是由於俄華人沒有能力繼續維護,不得不以這種方式(有控制地)重新墜入地球大氣層燒燬掉(因為再晚的話,就會徹底失去對空間站的控制,這玩意兒就不知道會掉下來落到誰的頭上了)。如果進入太空中就沒有地球引力的話,俄華人就沒有必要這麼做了。

    如前面所說,在速度剛好的情況,宇航員會環繞地球做勻速圓周運動。如果速度低於這個數值,宇航員會逐步降低自己的軌道高度,直到被地球的引力拉回地面——以為軌道越低引力會越大,從而使其加速下滑。宇航員的結局有可能是摔死、燒死或者正常著陸(然後迎接掌聲和鮮花)。如果速度高於這個數值,宇航員可能會繼續提升自己的軌道高度,直到達到新的(可以平衡引力的)高度,或者乾脆突破第二、第三宇宙速度飛向遠方,去完成自己肩負的光榮使命(能不能安全返回就很難說了,畢竟太空是個高危場所——好吧我就是個烏鴉嘴)。

    所以,太空中的蘋果照樣有可能會落回地上——如果它的速度不合適的話。下次可別再說太空中的蘋果就不受地球的引力了。

    還有,雖然太空很有魅力,但也別忘了自己身邊的親友。

    祝親們節日愉快!

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