2022-03-30 18:32 6park.com
在日常生活中，我们经常可以看见“漂浮”的现象，轮船在水面上浮动，热气球在空气中悬浮，直升机在空中悬停，而放眼地球之外，人造卫星始终围绕着地球旋转，月亮始终围绕着地球运行，而从我们的角度观测，它们都似乎是漂浮在空中。如果从宇宙星空模拟图片或者天文望远镜观测到的所有星体，都是静静地处在宇宙中的一个相对固定的位置，也好像是漂浮的，这究竟是什么原因呢？

“漂浮”的物理含义
“漂浮”从物理学的角度来看，就是相对于观察者处于静止的状态，也就是说目标物体与观察者在相同的惯性参照系内，理论上都处于相同的运动状态，或者静止，或者处于匀速直线运动，或者起点相同的变速运动，而在我们平常观察的事件中，起点相同的变速运动一般很难遇到，虽然这种运动在我们看来也是和我们相对静止的。那么，从静止或者匀速直线运动来说，按照牛顿第一运动定律，就表明物体没有受到外力作用或者所受到的外力相平衡，这个物体就有保持原来运动状态的规律，即表现出惯性。
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我们向天空扔一个小球，它最终会经过一个抛物线落到地面，因为它受到了地心的引力。假如我们给它一个非常大的初始速度，让其达到宇宙第一速度，即每秒7.9公里，那么它就会在垂直于地表的方向在最高点静止或者绕着地球做圆周运动，从而实现了漂浮的目的。而在该速度之下，小球就会因地球引力作用向下坠落，这个坠落的过程和漂浮正好是我们感觉上的两个相反现象，我们就有了“下”和“上”的感觉，其中“下”就是向着引力来源方向。 6park.com
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这样的情况自然也会发生在宇宙空间中，月球围绕地球运转，地球围绕太阳运转，其实是和刚才我们高速抛小球的道理一样，月球受到地球引力作用，地球受到太阳引力作用，而月球相对于地球、地球相对于太阳的运转速度正好提供了可以和引力相平衡的离心力，使得处于相对平衡的状态，而是不被引力中心所坠落。
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因此从某种意义上来说，宇宙中的星体悬浮，就是星体所受综合作用力的平衡所致，无论引力是大还是小，只要是平衡，星体就能处于不被引力拖曳进去入引力源的趋势。
宇宙星体的悬浮
在地球上，我们感觉与悬浮相对的，就是向下的运动趋势，小球回落地球是受到地心的引力，使得我们有了“向下”的概念，我们从高处蹦跳，也是受到地球引力的作用，最终回到地面，也使我们有了跳下的概念。而放眼到宇宙之中，月球受到的地球引力、地球受到的太阳引力，也可以认为对于月球来说，地球引力的方向就是“下”；对于地球来说，太阳引力的方向就是“下”。同样地，太阳系围绕银心运动，对于太阳系来说，银心的方向即是“下”，而银河系也绕着宇宙中的一个巨引源在运动，那么巨引源的方向就是银河系的“下”，只不过这个引力中心不是一个物体，而是众多星系群的引力合力而已。
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而根据万有引力公式：F＝GMm/(r^2)，两个物体之间引力的大小与物体的质量成正比，与相互之间的距离成反比。大质量的星体，对外界星体的引力虽然很大，但是如果从非常遥远的空间来看，这种引力的范围是有限的，距离越远，引力衰减得很厉害，当距离达到几亿公里或者以光年计算的话，那么从该大质量星体与目标物体间的引力来看，可以忽略不计了。当目标物体所受到的引力非常微小，即处于微重力环境之下，那么这个星体也基本会保持相对静止的悬浮状态。
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138亿年的宇宙大爆炸，给如今宇宙的形成提供了丰富的物质来源，同时也给了物质运动的初始能量，无论是以这些物质为基础形成的恒星、行星、卫星，还是小行星、星际尘埃和气体物质，都有了初始运动速度，那么，以我们观察者的角度来看，在由质量引发的万有引力，以及物体初始运动产生的离心力，甚至在暗物质、暗能量的共同作用下，宇宙中的所有星体，都在各种力的作用下，达到了一种稳定的平衡状态。
我们感觉“漂浮”的局限性
我们在地球上看一个物体的“漂浮”，其实是缘于与物体坠落的对比形成的一种感觉，我们生活在地球表面之上，相对于在空中的物体，我们就类比性地将物体向地面坠落，即地心的引力作用视为与我们合而为一，从而以惯性思维的方式认为只要是与地球相对静止的物体，其都处于悬浮状态，这种认知是非常带有局限性的，主要表现在：
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忽略了运动的绝对性。小到一个物体，大到一个星体，再扩展到星体所在的星系，其实都是处在不断的运动之中，没有绝对静止的物质。只之所以出现悬浮，是以我们自身观察的角度来看的。
忽略了力的平衡性。从我们的视角出发，肯定非常自然地认为空气中的物体坠落到地表是理所应当，而“漂浮”是特例，这当然是一种惯性思维，是我们长期生活在地球上的一种思维定势。其实，任何物质保持相对稳定的状态，是一种不受力或者受力平衡的结果所致，而在宇宙空间中，完全不受力的状态是不存在的，虽然距离非常遥远的星体所受的引力非常微小，但也是存在微重力的环境的，而这个微重力的产生是众多星体综合作用的结果。因此，星体的相对稳定，是各种综合作用力的平衡造成的。
忽略了空间的各向同性。在地球上，我们在地球引力的影响下，认为物体向地球坠落的方向为“下”，在此基础上人为定义了上和前后左右。而在宇宙空间中，就没有所谓的上下左右的概念。如果以引力源为参照系，那么如果人身在引力源之中，就可以理解为向着引力源靠近的方向为下，而这种参照系的方位变化，将会与地球上的完全不同。在另外一种情况下，比如微重力环境，就没有明确的引力来源方向，我们在这个环境中，就没有处于主导地位的引力方向，也就失去了可以作为“下”的承载面，宇航员太空漫步中，如果没有一个明确的星球作为背景，将无法分辨上下左右，只能以自己的躯体方向作为衡量标准；而在飞船之内，只能以飞船的空间布局作为衡量标准。
总结一下
星体之所以能够在宇宙空间中“漂浮”，是因为其受到的综合作用力相互平衡所致，有始终保持运动规律的惯性。同时，由于在宇宙空间中所有星体的周围都是“虚无缥缈”的空间，没有了上下前后左右的概念，也就失去了我们在地球上感觉出来的物体“坠落”的参照系统，没有了坠落，也就谈不上“漂浮”，这只是星体的自然状态而已。返回搜狐，查看更多 6park.com
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贴主:桂花酒于2022_03_30 16:20:19编辑
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