思彤聊宇宙(每周三更新)

神奇的宇宙


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本期文稿

三百年前,有人问了牛顿一个问题“宇宙中的星球是如何保持平衡的呢?”牛顿知道,他必须回答这个问题,但问题在于,根据牛顿的万有引力定律,也就是:自然界中任意的两个物体都是互相吸引的,引力大小与物体质量成正比,与物体之间的距离成反比。所以,宇宙中的行星受到恒星的引力影响转动时就会向外产生离心力,离心力的大小与恒星对他的引力相等,所以行星会绕着恒星旋转,这不难理解,可问题就在,宇宙中有那么多恒星,而恒星之间也存在引力,但为什么他们没有在万有引力的作用下塌落聚集,合并到一起,落到某个地方呢?其实4000年前,埃及人就已经开始对地球进行研究了,他们已经推断出地球是圆的,因为埃及人发现,在海上看到帆船时,总是先看到船帆在看到船身。同时埃及人还发现越往南走,北极星就越低,这也进一步证明了地球是圆的。亚里士多德还发现,地球在月亮上的影子都是圆形的,结合这些观测的结果,亚里士多德得出了结论:地球是宇宙的中心,所有行星都绕着地球转。虽然现在我们都知道,这个结论是错误的,但在当时,教会拥有巨大的权利,而教会完全接受亚里士多德的结论,并把这个结论与上帝联系在了一起。
后来,哥白尼认为,地球不是宇宙的中心,太阳才是,所有行星都围绕着太阳做圆周运动,可因为教会不好惹,他迟迟不敢将这个观点公开发表,到了70岁,哥白尼才把他的日心说写成了书,在拿到第一版书的当天,哥白尼就去世了。
在后来,伽利略用它的望远镜观测到了木星的卫星,这也进一步否定了地心说的正确性。一段时间后,开普勒计算出,行星的轨道并不是完美的圆周运动,而是椭圆形,有趣的是,开普勒本人对他的计算结果并不是很满意,但事实证明,他的计算没有问题。
牛顿比哥白尼、伽利略、开普勒他们幸运多了,在牛顿生活的那个时期,科学已经离开了那个被教会打压的时代了。有了前人的结论,牛顿才在此基础上研究出了万有引力定律,如果没有前人的努力,牛顿就是被苹果砸晕了也不会想出万有引力的。回到刚来开始的那个问题,牛顿最后给出了一个不太靠谱的解释:如果宇宙中只有少量恒星,显然他们会互相吸引,落到一个中心点上。可宇宙中有无数颗恒星,分布在无限广的空间里,所以,在宇宙中根本不存在一个恒星落去的中心点。但这个解释难以令人信服。于是又有人来帮牛顿解释:星球之间距离非常大时,引力就变成了斥力。可是,如果真是这样,那宇宙的平衡也太容易被打乱了。与牛顿同时代的科学家没有人能解释这一问题,甚至在牛顿过后200年,都没有人能解决这个问题,直到一位大神的出现才帮助人们解决了这一难题,那么,这个人到底是谁呢?他到底是怎么解释的呢?我们下一集揭晓答案。
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思彤聊宇宙(每周三更新)By 思彤tony