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太空中的物體受重力嗎 物體在太空中的受力情況怎麼樣

欄目: 天氣常識 / 發佈於: / 人氣:2.13W

導語:我們知道,地球是圓的,但因爲有重力,所以我們人可以站在地球上,但到了太空,人幾乎是飄的,那麼,這是不是意味着太空沒有重力呢?到底太空中的物體受重力嗎?物體在太空中的受力情況怎麼樣?我們一起來了解。

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太空重力

太空中物體是受重力的。在地球上,物體質量所產生的重力,作用在與地面接觸的物體上,我們稱之爲重量。太空中執行的物體仍然有質量,這樣就會產生自身的重力區。

在太空中所有具有大質量的星體,像太陽、地du球和其他行星,都是有地心引力的。在太空中執行的物體所出現的失重,並不是地心引力作用不存在,而是重力作用對它的作用消失。一旦有了阻力,如大氣阻力、發動機動力、旋轉產生的離心加速度等等,失重現象就不見了。

地球物理學家將大氣空間(或稱爲空氣空間)分爲5層。對流層,海平面至10千米。對流層有濃密的空氣,稱爲濃密大氣層。濃密大氣層隨高度增加,空氣越來越稀薄。平流層,10-40千米之間。中間層,40~80千米。80-370千米爲熱層,屬於電離層的下部。外大氣層,370千米以上的空間,屬於電離層的上部。從地球表面到100千米的高度,隨高度增加,空氣越來越少。地球上空的大氣約有75%存在於對流層內,97%在平流層以下。熱層的空氣密度爲地球表面的1%,在外太空1.6萬千米高度空氣繼續存在,甚至在10萬千米高度仍有空氣粒子。因此,空氣空間與外層空間沒有明確的界限。

關於人工重力

太空中的物體受重力嗎 物體在太空中的受力情況怎麼樣 第2張

重力

幾十年來,科學家一直在設想一種巨型旋轉空間站,能夠產生人造重力。不過,這一夢想一直未能成爲現實。由於零重力狀態對宇航員的健康產生的不利影響以及未來將要實施的探索火星、小行星等持續時間更長的深空探索任務,打造可產生人造重力的航天器將成爲一種必然。此外,隨着商業太空旅行業的快速發展,未來可能出現巨大的充氣式輪形空間站,可產生人造重力,讓遊客享受更爲舒適的太空之旅。

許多近現代著名物理學家,如愛因斯坦、海森堡、泡利(Pauli)等,都在晚年致力於統一理論的研究,但是沒有取得成功。自然界中總共四種相互作用力,除萬有引力之外的三種都可由量子理論來描述,電磁、弱和強相互作用力的形成是用假設相互交換量子來解釋的。

但是,引力的形成完全是另一回事,愛因斯坦的廣義相對論是用物質影響空間的幾何性質來解釋引力的。在這一圖像中,瀰漫在空間中的物質使空間彎曲了,而彎曲的空間決定粒子的運動。人們也在嘗試用模仿解釋電磁力的方法來解釋引力,這時物質交換的量子稱爲引力子,但這一嘗試卻遇到了理論上的很多困難。

上個世紀後半葉以來,不少科學家提出了各種大統一理論,希望將四種力用一種理論進行統一,但都遇到這樣那樣的困難,其中只有弱力和電磁力的統一(稱之爲電弱力)較爲滿意。用規範理論統一四種基本相互作用是一種誘人的因素,但是在前進的道路上也有可能遭到失敗。也許人們還會尋找新的途徑去統一各種基本的相互作用。透過一系列探索、失敗、成功,再探索、再失敗、再成功,不斷髮現矛盾,解決矛盾,每一次循環都在加深着人類對自然界的認知。

如果某天能將四種基本力成功統一了,人類就有可能使用電力直接製造人工重力,就像科幻電影中那樣!

在未來的宇宙探索中,人工重力系統是必須的,人在失重狀態下有很多害處,在未來動輒幾年甚至幾十年的太空探索中是不可能讓人一直處在失重狀態下的,所以人工重力系統的產生勢在必行!

當前大多數科幻片中演繹的人工重力模式暫時沒有什麼理論基礎,在未來時間裏只有一種實現方法,就是依靠旋轉的向心力來替代重力,像1968年的科幻電影《2001太空漫遊》的巨大輪盤形太空站所展現的人工重力方式。那種不靠向心力的人工重力暫時還沒辦法實現,因爲人類對引力的認知還很有限。

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