仙女座手機
萬有引力存在於兩個質量的物體之間產生的吸引力——兩個質量的物體之間。這意味著宇宙中的所有物體都會吸引其他物體,如恒星、黑洞、人類、智能手機,甚至原子。那麽,我們為什麽看不到我們被帶到數十億個不同的方向呢?最初描述兩個物體之間重力的公式是艾薩克牛頓寫的。從那時起,科學家們對重力的理解開始不斷發展,但牛頓萬有引力定律在大多數情況下仍然是相當好的近似計算方法。
妳和地球之間的萬有引力吸引著妳到地球的中心,妳感受到的這種力量就是妳的體重。假設這個力是800牛頓,這是妳站在海平面時的情況。如果妳漂浮在死海上,重力只會增加0.8牛頓的力。登上珠峰頂峰後,重力可以減少微不足道的壹點。妳爬得越高,重力的影響就越弱,但它不能消失。我們安全地被綁在地球上,但會受到距離遙遠天體近地天體微弱的重力。太陽對妳的重力約為0.5牛頓。離智能手機只有幾米遠,妳們之間的微牛頓的力量相當於與仙女座星系的重力。(喬治伯納德肖)仙女座星系離我們250萬光年,但質量是太陽的10,000億倍!
天體對物體的重力是天體質量的函數。顯然,物體更難逃脫質量較大的天體。地球的逃逸速度自然大於月球的逃逸速度,但小於木星的逃逸速度。木星以巨大的體積和質量擁有太陽系所有行星中最大的逃逸速度。
逃逸速度的大小與天體質量有關,這個結論會使我們面臨矛盾的問題。當我們向比地球更大的行星發射探測器時,探測器必須攜帶大量燃料。因為探測器從探測到的行星起飛和逃離行星重力場所需的燃料量將超過地球。但是在勘探過程中攜帶的額外燃料會變得更重,因此提高地球的逃離速度,逃離地球重力場更困難。我們可以從方程中推斷出行星的逃逸速度與物體的質量無關。這似乎有點違反直覺,但不管是恐龍還是烏龜,要想逃離地球,必須達到11.2公裏/秒的速度(如果忽略空氣阻力),但加速度是物體的質量函數,因此,雖然逃離地球重力場所需的最低速度相同,但恐龍的加速過程比烏龜的加速過程更難。