手机股票配资开户就会直直地落向地面；从高处扔下的书本

在日常生活里，我们对物体掉落的现象再熟悉不过了。

手里的苹果一旦松开，就会直直地落向地面；从高处扔下的书本，也必然会坠至下方。这是因为在地球的引力场中，物体受到重力作用，总是朝着地心的方向运动，这似乎是一种天经地义的自然现象。

然而，当我们将目光投向浩瀚无垠的宇宙，却会发现一个截然不同的景象。

宇宙中的天体，如无数繁星、行星、卫星等，它们像是悬浮在太空中，悠然自得地运行着，完全没有 “掉落” 的迹象。我们赖以生存的地球，在茫茫宇宙中也如同沧海一粟，围绕着太阳不停地公转，同时还在进行着自转，却始终没有朝着某个方向坠落。

这不禁让人感到疑惑，为何在地球上物体总是会掉落，而宇宙中的天体却能一直 “漂浮” 在太空呢？是什么力量在背后操纵着这一切，让天体保持着如此奇妙的运动状态呢？

17 世纪，牛顿在前人研究的基础上，经过深入思考和大量研究，于 1687 年在《自然哲学的数学原理》上发表了万有引力定律。这一定律的提出，如同在黑暗中点亮了一盏明灯，为人类理解宇宙中天体的运动和相互作用提供了关键的钥匙。

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牛顿的万有引力定律表明，自然界中任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小与两物体的质量的乘积成正比，与两物体间距离的平方成反比。这一定律揭示了宇宙中所有物体之间都存在着一种基本的相互作用 —— 引力，无论是微小的尘埃，还是巨大的天体，都无法摆脱引力的束缚。

以我们生活的地球和太阳为例，太阳的质量极其巨大，约为60万亿亿吨。根据万有引力定律，太阳对地球产生了强大的引力，这个引力就像一根无形的绳索，紧紧地拉住地球，使其不能随意逃离。

同时，地球在形成过程中获得了一定的初始速度，它在太空中以约每秒 29.78 公里的平均线速度围绕太阳运动。由于地球的运动，它产生了一种向外的离心力，就如同我们用绳子系着一个小球快速旋转时，小球会有向外飞出去的趋势一样。

在太阳系中，太阳对地球的引力与地球公转产生的离心力达到了一种微妙的平衡状态。这种平衡使得地球能够稳定地沿着一个接近正圆的椭圆轨道绕着太阳公转，平均角速度是每年 360 度，从而形成了我们所熟悉的四季更替和昼夜变化。

不仅是地球与太阳之间，太阳系中的其他行星，如水星、金星、火星、木星、土星、天王星和海王星，也都在太阳引力的作用下，各自沿着特定的轨道绕太阳公转。这些行星的质量和与太阳的距离各不相同，它们所受到的太阳引力以及自身运动产生的离心力也相应不同，但都在引力和离心力的平衡下，维持着稳定的公转运动。

此外，卫星围绕行星的运动，如月球围绕地球的运动，也是遵循着同样的原理。月球受到地球的引力作用，同时由于其自身的运动产生离心力，二者平衡使得月球能够稳定地绕地球运转，并且对地球的潮汐现象等产生重要影响。

牛顿的万有引力定律不仅成功地解释了行星的运动规律，还能够预测天体的运动轨迹。例如，科学家们根据万有引力定律，成功地预测了哈雷彗星的回归周期。

哈雷彗星大约每 76 年就会回归一次，它在太阳系中的运动轨迹就是由太阳和其他天体对它的引力共同决定的。这一定律的提出，极大地推动了天文学的发展，使人类对宇宙的认识向前迈进了一大步。

牛顿的万有引力定律虽然取得了巨大的成功，然而，随着科学研究的不断深入和观测技术的日益进步，一些难以用牛顿引力理论解释的现象逐渐浮现出来。比如水星近日点进动问题，根据牛顿的万有引力定律计算，水星的轨道应该是一个稳定的椭圆，但实际观测却发现，水星的近日点存在着微小的进动现象，每世纪大约会有 43 秒的差异，这一偏差无法在牛顿引力理论框架内得到合理的解释。

在这样的背景下，20 世纪初，阿尔伯特・爱因斯坦提出了具有划时代意义的广义相对论，为我们理解引力和宇宙的本质提供了全新的视角。

广义相对论认为，引力并非是一种传统意义上的力，而是时空弯曲的几何表现。这一理论的核心观点是，物质和能量的存在会导致时空的弯曲，而物体在弯曲的时空中会沿着测地线运动，这种运动表现出来的效果，就是我们通常所说的引力。

为了更好地理解广义相对论中时空弯曲的概念，我们可以想象一个二维的橡胶膜。当我们在橡胶膜上放置一个质量较大的物体，比如一个铅球时，铅球的质量会使橡胶膜发生凹陷，形成一个类似碗状的弯曲区域。

此时，如果有一个较小的物体，如一个小球在橡胶膜上运动，它就不再会沿着直线运动，而是会沿着弯曲的橡胶膜表面，围绕着铅球做曲线运动。

在这个比喻中，橡胶膜就代表了时空，铅球代表了大质量天体，如太阳，而小球则代表了围绕太阳运动的行星，如地球。太阳的巨大质量使得其周围的时空发生了弯曲，地球正是在这弯曲的时空中，沿着测地线进行运动，从而形成了我们所观测到的公转轨道。

在广义相对论的框架下，地球围绕太阳的运动，本质上是地球在太阳造成的弯曲时空里的自然运动。地球并没有受到一个直接的 “引力” 的拉扯，而是因为时空的弯曲，它只能沿着这样的弯曲路径前进。

这种观点与牛顿的引力理论有着本质的区别。在牛顿的理论中，引力是一种超距作用，物体之间瞬间就能感受到彼此的引力影响。而广义相对论则认为，引力的作用是通过时空的弯曲来传递的，并且这种传递速度并非瞬间，而是以光速传播。

广义相对论的提出，成功地解决了牛顿引力理论无法解释的水星近日点进动问题。

根据广义相对论的计算，水星在太阳弯曲时空的影响下，其近日点的进动值与实际观测结果高度吻合，这为广义相对论提供了有力的证据。此外，广义相对论还做出了许多其他重要的预言，如光线在引力场中的偏折、引力红移、引力波的存在等。这些预言在后续的科学研究中，也都陆续得到了观测和实验的证实。

例如，1919 年的日全食观测中，科学家通过测量星光在太阳引力场中的偏折角度，验证了广义相对论关于光线偏折的预言，这一观测结果引起了全世界的轰动，使广义相对论得到了广泛的认可。又如，2015 年，人类首次直接探测到了引力波，这一重大发现进一步证实了广义相对论的正确性，也为我们探索宇宙打开了一扇全新的窗口。

太阳作为太阳系的中心，其质量占据了整个太阳系总质量的约 99.86%，产生了强大的引力，如同一个巨大的引力源，将其他天体紧紧束缚在其周围。

行星们则在各自的轨道上围绕太阳公转，它们的运动速度和轨道半径各不相同，但都在引力和离心力的平衡作用下，保持着稳定的运动状态。

比如地球，它以约每秒 29.78 公里的平均线速度绕太阳公转，轨道近似为一个椭圆，平均轨道半径约为 1.496 亿千米。在这个过程中，太阳对地球的引力提供了向心力，使地球不至于飞离太阳系；而地球公转产生的离心力则与引力相互抗衡，维持着地球在轨道上的相对稳定运动。

这种平衡并非绝对静止，而是一种动态的平衡，一旦引力或离心力发生变化，地球的运动状态也会随之改变。

为了更直观地理解这种动态平衡，我们可以借助一些日常生活中的例子。比如，当我们用绳子系着一个小球，然后快速旋转绳子，小球会围绕我们做圆周运动。在这个过程中，绳子对小球的拉力就相当于太阳对地球的引力，而小球由于旋转产生的向外的力就相当于地球的离心力。

只要我们旋转的速度合适，小球就会保持在一个稳定的圆周轨道上运动，既不会被拉到我们手中，也不会飞出去。同样地，行星在太阳引力和自身离心力的平衡作用下，也能稳定地在各自的轨道上运行。

除了行星绕太阳的公转，卫星绕行星的运动也是类似的原理。以月球绕地球运动为例，月球受到地球的引力作用，同时由于其自身的运动产生离心力，二者平衡使得月球能够稳定地绕地球运转。月球绕地球的平均轨道半径约为 38.44 万千米，公转周期约为 27.32 天。在这个过程中，月球的运动也不是完全匀速和圆周的，而是一个椭圆轨道，其速度和距离地球的远近都会发生变化，但始终保持在引力和离心力的平衡范围内。

在更大的尺度上，星系中的恒星也在围绕星系中心做类似的运动。例如，我们所在的银河系，包含了数千亿颗恒星，这些恒星都在银河系中心超大质量黑洞的引力作用下，围绕着银河系中心旋转。

太阳位于银河系的一条旋臂上，距离银河系中心约 2.6 万光年，它以约每秒 220 公里的速度绕银河系中心公转，公转一周大约需要 2.5 亿年。在这个过程中，恒星之间的引力相互作用以及它们自身的运动产生的离心力，共同维持着星系的稳定结构。

发布于：辽宁省

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