太空有重力吗-太空中重力-太空中重力

aizixun8

重力是怎么产生的呢？

电影中时常会有宇航员在太空处于失重状态的场景。那么，太空中到底存不存在重力呢？要解答这个问题，我们首先得弄清楚什么是重力。简单来说，重力就是两个具有质量的物体之间的相互作用。任何两个具有质量的物体之间都会产生相互牵拉的重力。

重力的大小与两个物体之间的距离有关，距离越远，重力越弱。这个力的大小还与两个物体的质量有关，质量越大，重力越大。我们能够用一个等式来进行表示。

在这个等式里，最为重要的是常数 G，它指的是万有引力常数，其值为。

重力是比较小的。只有当两个物体中的一个具有超大质量，比如像地球那样重时，我们才能够察觉到重力的存在。

太空中有重力吗？

首先来看问题所在。若太空中存在重力，那为何宇航员会在太空中漂浮呢？此现象使得大家误以为太空中没有重力，并且还有些人将其称作“零重力”。

这个问题的答案在于，太空中存在重力。回顾上述的重力方程，当从地球表面移至太空时，该方程会发生何种变化呢？唯一的差别在于你与地球中心之间的距离（r），因此随着距离的增大，重力会减小，然而重力减小了多少呢？让我们一起快速地进行估算吧？

地球半径被粗略记为某个值，有了此值，质量为 70 千克的人会有 686.7 牛顿的重力。现在假定这个人上升到国际空间站的轨道高度，该高度距离地球中心 400 公里。把这个距离代入公式并重新计算，此时这个人会产生 608 牛顿的重力，这大概是站在地球表面时重力的 88%。但从这样的计算可以看出，太空中明显是存在重力的。

这里存在另一个证据。月球绕地球转动的原因是重力。地球绕着太阳转的原因也是重力。在这两种情形下，两个相互作用的物体之间有着明显的距离，然而引力依然在起作用，即便在太空中也是如此。

为什么宇航员会在太空中漂浮呢？实际上他们是在轨道上处于漂浮状态。如果有一个超级高塔进入太空，那么它们就不会四处飘浮。航天器或太空站内人的轨道运动会引起“失重”环境。这才是真正起作用的因素。如果人类所受到的唯一的力是重力，那么人就会有失重的感觉。人站在高塔上时会产生两种力量，一种是向下的重力，另一种是塔给予人的向上的支持力。宇航员在轨道上，由于只存在引力，所以会产生那种失重的感觉。

实际上，你无需进入轨道就可以感受到失重。那么什么时候重力是唯一作用在你身上的力呢？假如你站在一座建筑物顶部的电梯里。因为你处于静止状态，所以合力为零，这也就意味着向下的重力和地面向上的支持力相互平衡。如果把支持力撤走，也就是让电梯加速，使其产生和自由下落物体一样的加速度。在这种情况下，你就会掉进电梯里。而此时唯一的力就是重力，你就处在了无重力的条件下。

首先，人们似乎对重力存在着巨大的误解。其次，他们的推理大致如下：因为太空中没有空气，所以他们认为如果没有空气，就不会有重力，进而得出宇航员在太空中是失重的结论。这种认为太空中无空气就无重力的想法在电影中时常出现，然而实际上这种想法并不正确。

在宇航员返回时，会发生什么？

宇航员重返大气层时，航天器会进入大气层。由于存在空气，航天器会遇到空气阻力。让我们从这个运动中选取某一点，以此来展示宇宙飞船所处的状态。

重力能对所有物体起作用，然而空气阻力会让宇宙飞船在向下运动时速度减慢。若人类要安稳地待在宇宙飞船内，那么人类（从接触面上）就必须具备额外的力量，像支持力之类的。因此，这并非失重，实际上，由于加速度的缘故，人类感受到的重力比正常情况下要大。你对这种情况很熟悉，因为在电梯里，同样的事情也会在你身上发生。电梯往下移动时会减速。在这个过程中，你会感觉有点重，原因是地面的力量在推着你。实际上你并非真的更重，只是由于加速度才会有这种感觉。

蝌蚪五线谱编译自wired，译者 小赵，转载须授权