在太空为什么会飘起来_宇航员在空间站为什么会飘起来

对于我们来说，地球很重，它的质量为5.97亿亿亿千克。那么，如此重的地球是怎么悬浮在太空中的呢？什么力量在托着地球不往下掉呢？
宇宙中的方向首先，宇宙中没有绝对的方向，并不存在所谓的上方和下方。天体分布在宇宙空间中，不存在绝对参照系，所以天体的方位都是相对而言的。我们可以认为地球处在太阳的“下方” ，或者也可以反过来认为太阳处在地球的“下方” 。
地球上的方向

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在地球上，我们会感受到方向，是因为地心引力的作用。地球上的物体都会受到朝向地心的引力，这个方向正是我们所熟悉的“下方” 。由于地球是个球体，所以地球上不同地方的“下方”并不一致，但都会指向地心。
对于太空中环绕地球运动的宇航员，他们没有上下方向的感觉，因为他们处于失重的状态。如果宇航员处在密闭的太空舱中，他们无法分辨出哪个方向是“下方” ，或者地球在哪个方向。
地球的“下方”虽然宇宙中没有绝对方向，但在某种意义上能够定义出地球的“下方” 。太阳的质量远超地球，前者是后者的33.3万倍，太阳强大的引力无时无刻不在试图把地球吸引过去，我们可以认为太阳引力的方向是地球的“下方” 。

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那么，这个问题就变成了“为什么地球不会掉进太阳中？”
虽然太阳的引力持续施加在地球上，但地球并不会被吸引过去，因为地球不断环绕太阳旋转，可以抵消引力作用。关于这个原理，可以用“牛顿大炮”来作说明。
牛顿大炮试想一下，在地球上沿着水平方向发射出一枚炮弹，其飞行距离会随着初速度的增加而变远。由于地心引力的存在，炮弹最终会掉到地上。但如果炮弹的初速度足够高，由于地球是个球体，表面是弯曲的，炮弹能够飞得足够远，避开地表，不会落到地上，从而会绕着地球旋转。在没有空气阻力的情况下，炮弹会成为地球的卫星，一直环绕地球运动。这个足够高的初速度就是第一宇宙速度，大约为7.9公里/秒。

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只要有足够的速度，物体就能环绕地球运动而不会被引力吸引到地表。距离地表越远的地方，所受的地心引力越弱，所需的环绕速度越慢，例如， 400公里高度（大部分载人飞船轨道）的轨道速度为7.7公里/秒， 3.58万公里高度（地球同步轨道）的轨道速度为3.07公里/秒。
【在太空为什么会飘起来_宇航员在空间站为什么会飘起来】同样地，地球以大约30公里/秒的速度绕着太阳旋转，这个足够快的轨道速度能够使地球免于掉进太阳中。地球的轨道速度来自于46亿年前原行星盘中的微行星，由于角动量守恒，并且太空几乎真空，地球才能不断环绕太阳旋转。
银心参照系

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如果以银河系中心为参照系，不仅上下方向看起来会发生变化，而且地球的运动方式看起来也会变得不同。地球环绕太阳的轨道平面与银道面的夹角为60.2° ，银心的方向成了“下方” ，那是银河系中所有天体的共同质心所在之处。太阳不会掉进银心中，也是因为太阳以220公里/秒的轨道速度在星际空间中快速穿行。

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另一方面，地球在银河系空间中的运动看起来并非是椭圆形。由于跟随太阳环绕银心运动，地球的运动轨迹是螺旋形的。
或许这就是认知的局限性和错觉带来的影响。因为我们都生活在地球这个狭小的空间内，很难有机会飞出地球亲眼目睹浩瀚外太空。
而在我们日常生活中，万物总是会往下落，比如你扔一块石头，石头总是会落到地面上。
但到了浩瀚的外太空，一切变得似乎有很大不同，星球看起来漂浮在太空中，好像永远都不会落下来。
事实上真的如此吗？
我们常说一句话：眼见为实。但很多时候亲眼看到的也未必都是真实的，未必都是事情的真相。

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星球都是漂浮在外太空吗？
非也，不但不是漂浮在外太空，恰恰相反，星球确实是不断地在坠落，朝着某一方向坠落。
我们看到的“星球漂浮”是一种假象，这种假象欺骗了我们的眼睛！
不要着急反驳，举一个通俗易懂的例子就明白了。
当你行走在大街上，在路边捡起一块石头（或其他任何东西），然后向前扔去（注意不要砸到人），你会发现石头会向前飞出一段距离，然后坠落到地面上。
捡起落下的石头，用更大的力气继续向前扔，石头仍旧会坠落到地面，但飞出的距离更远。
接下来就是思想实验，不需要你真的去做，发挥你的想象力。
想象一下，假设你拥有无穷力量，随着你扔石头的力量越来越大，你会发现石头飞得越来越远。
接下来你应该知道会发生什么了：总会有那么一个力量的临界点，当你的力量超过那个临界点，石头就不会坠落到地面，而会一直飞下去，成为地球的卫星。（如今我们知道那个临界点就是第一宇宙速度）
石头看起来就像漂浮在太空中，与星球漂浮在太空中一样。

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但石头真的漂浮在太空中吗？虽然石头不会坠落到地面，但事实上石头一直在向地面坠落，坠落不代表一定会落下来！
再想象一下，你的力气比那个临界点略小，会发生什么呢？
石头几乎会绕行地球一圈，然后飞到你身后，甚至你的脚后跟那里！（当然理想情况，这里不要较真）实际上这就是著名的“牛顿大炮”的设想。

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所以说，虽然石头不会坠落到地面，我们不能否认石头一直在向地球坠落，并不是真的漂浮在太空！
而宇宙中的无数星球不正是超级“大石头”吗？
事实情况就是，月球不断向地球坠落，地球不断向太阳坠落，太阳不断向银河系中心的超大质量黑洞坠落，银河系不断向本星系群坠落，本星系群不断向室女座超星系团坠落……
如此坠落下去，更大的问题一定会到来：宇宙向哪里坠落？

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如果你认同宇宙大爆炸理论，或许不会这么问，这个问题完全超出了我们应该讨论的范围。
而且有一种哲学思想是这样的：任何问题不断地追问下去，最终一定会走向死胡同！
话说回来，其实地球上空看似漂浮着的卫星，空间站等人造天体，其实都在不断在向地球坠落，而且是自由落体的方式坠落！
当然这种自由落体不同于我们传统认知上的自由落体，卫星空间站的“自由落体”并不仅仅有垂直方向上的速度，就好比刚才你扔出去的石头一样，还有水平方向的速度。

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也正是因为空间站一直在做自由落体运动，所以宇航员才会感受到失重：自由落体当然会感受到失重。
其实我们随时都能感受到失重，我们只需要跳起来，落下的过程其实就是自由落体，就是失重的状态，但这种失重时间太短，并不是我们想要的失重。
说到底，星球漂浮在太空中，只是我们在日常生活认知下的一种错觉。宇宙天体都在不停地运动中，其实就是在不停地朝着某一方向坠落。
正是因为不停地运动，才不会真的坠落下来。一旦停止运动，就会坠落下来。
最后再举一个现实中的例子。链球运动员用力拉拽着链球使劲转圈，链球看起来好像漂浮着，其实链球一直在朝着运动员坠落，链球一直快速运动才避免坠落到运动员身上。