科学|地球是圆的,而水可以流动,为什么地球上的水不会掉下去?
我们知道 , 地球是圆的 , 而水是具有流动性的 , 那为什么水没有流到地球的“下面” , 而是紧紧地包裹住地球表面呢?
水为什么不往“下”掉?
我们常说水往低处流 , 而地球又是一个近似于球体的结构 , 按照我们的常识:水应该会流向地球的下方 , 然后掉进宇宙之中 。
之所以水没有向下掉 , 其实是因为引力的存在 。
我们都听说过牛顿的名字 , 也都知道他被苹果砸中之后才开始思考引力的问题 。 实际上 , 牛顿有没有被苹果砸中我们不得而知的 , 但他确实在很早之前就开始思考“地球上的物体为什么不会落到天上 , 而是会掉到地上?
事实上 , 关于这个问题 , 古人已经给出过答案 , 那就是:天圆地方假说 , 认为海水之所以没有流出地球 , 是因为地球是平的 。
牛顿对这个解释显然不满意 , 为此 , 他提出了万有引力定律 , 大意是:任何两个物体之间都存在相互吸引力 , 但引力的大小和物体的质量成正比 , 和物体距离的平方成反比 。
海水之所以没有向下落 , 是因为海水距离地球较近 , 受地球引力较大 , 而引力的方向是指向地心 , 所以站在地球 , “下面”就是指地心的方向 , 所以海水才会牢牢地贴在地球表面 。
但如果地球周围有一颗大质量的星球 , 比如:黑洞 , 由于黑洞的引力大 , 而黑洞引力的方向指向黑洞 , 从地球角度来看 , 黑洞引力指向天空 , 所以海水会向天上流去 。
在《流浪地球》中 , 由于地球距离木星过近 , 所以地球上的大气会首先被木星引力捕捉 , 流向木星的方向 , 站在地球上看 , 地球上的大气就流向了木星位置 。
由此可见 , 地球上的水之所以没有向下掉 , 就是因为地球引力较大 , 而地球周围没有较大的引力来源(如果地球周围有较大的引力来源 , 可能地球上的水 , 甚至是地球本身都有可能被该星球的引力捕捉) 。
海水的潮汐变化
地球上的水虽然会老老实实待在地球上 , 但是月亮的存在使地球海水会发生潮汐变化 。
我们知道 , 引力的大小和物体的质量成正比 , 和物体之间的距离的平方成反比 , 月亮虽然质量不大 , 但是距离地球比较近 , 所以地球上的潮汐变化主要是由月亮引起的 。
大约在46亿年前左右 , 地球刚刚形成不久 , 此时地球轨道周围有一颗和如今的火星差不多大的星球 , 被人们称为“忒亚” 。
由于引力的作用 , 忒亚撞上了地球 , 导致忒亚解体 , 其中一部分物质留在地球上 , 而另一部分物质飘到了太空中 , 由于地球的引力这些物质没有跑太远 , 而是在地球周围形成了类似于土星环的存在 , 这些物质又逐渐在引力作用下坍塌成月球 。
由于月球引力的存在 , 使得海水受月球引力的影响纷纷涌向月球的一侧 , 形成高潮(在另一侧也会形成高潮) 。
就这样 , 伴随着月球围绕地球公转 , 地球上的海水也在不停的发生着潮汐变化 , 消耗着地球的动能 , 使得地球自转速度越来越慢 。
【科学|地球是圆的,而水可以流动,为什么地球上的水不会掉下去?】科学家证实 , 在侏罗纪时期 , 地球一天只有23.5小时 , 但在现在地球一天有24小时 。 如果地球和月球的历史无限长 , 或许有一天月球会将地球潮汐锁定 , 使地球自转一圈的速度等于月球围绕地球公转一圈的速度 , 这在天文学中被称为“卫星与主星相互潮汐锁定” 。
目前 , 地球已经完成了对月球的潮汐锁定 , 但由于月球自身引力较小 , 暂时还没有完成对地球的潮汐锁定 。
总结
在地球上 , 海水之所以会贴合地球 , 而不是向“下面”流淌 , 是因为地球引力的存在 , 使得海水无法脱离地球的束缚 。
但同时 , 海水也会受月球引力影响(地球上万物都受月球引力影响 , 只是海水比较明显) , 海水也会朝向月球的方向涌去 , 形成高潮 。 之所以海水没有流到月球上 , 就是因为月球的引力不够大 , 海水无法摆脱地球引力的束缚 , 仍旧老老实实地待在地球上 。
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