重达60万亿亿吨！地球为何能飘在太空中，而不向下坠落呢？

公元前200多年，古希腊数学家埃塞托色尼利用太阳光直射原理算出了地球直径。

1798年，67岁的卡文迪许通过测定万有引力常数，计算出了地球质量是5.965*10的24次方千克，也就是我们现在说的60万亿亿吨。

谁在“托着”地球？

按照我们日常生活中的经验，质量这么大的地球一定被什么东西“托着”，不然肯定会往下掉，但这么多年来从太空拍摄的地球照片都显示，地球“好像”是悬浮在宇宙空间中的。

不仅如此，哈勃望远镜拍摄的太阳系其他天体，以及包含上千亿颗恒星的星系们，在视觉上都“悬浮”于宇宙中。

于是乎，宇宙中的真实和人类习以为常的“常识”发生了碰撞。

地球飘在宇宙中？

学过基本物理的都知道，物体在没有受到外力作用前总是保持静止或者匀速直线运动，此刻我们脚下的地球正在以30km/s的速度绕太阳公转，可谓是“坐地日行八万里”。

从物理角度来看，地球上的物体之所以依附于地表，是因为地球的质量中心位于地核，所以物体都在被地核“吸引”着。

但在宇宙中，地球的“下面”并不存在什么质量中心，仅此一点地球就丧失了“下坠”的理由，但事实远没有这么简单……

牛顿的万有引力定律

在牛顿基于观测和实验提出的万有引力定律中，引力是一种无视距离的“瞬时力”，且质量越大的物体引力越大，小质量物体会被大质量物体引力所吸引，比如质量小的苹果坠向质量大的地核，质量小的月球绕质量大的地球公转，于是牛顿认为上到天体运行下到日常生活，引力是影响一切的。

但碍于当时的技术水平和局限性，牛顿并没有弄清楚引力的来源，只能把它当作一种“固有属性”来看待，而且按照牛顿的万有引力定律，太阳消失的一瞬间地球就会被甩出去。

爱因斯坦的广义相对论

19世纪末到20世纪初，随着物理学深入微观世界扩展宏观世界，只适用于低速宏观运动状态下的牛顿万有引力定律开始出现误差，导致当时的物理学家们无法解决包括水星近日点摄动在内的一系列问题。

基于以上原因，爱因斯坦开始尝试把引力并入狭义相对论，以光速不变且不可被超越为基础，最后推导出了一套适用于近光速且强引力状态下的“广义相对论”。

在广义相对论中引力不再是虚无缥缈的“固有属性”，而是成为了“质量扭曲时空产生的几何跌落效应”，通俗来说就是所有质量小的物体，都在向质量大的物体跌落。

广义相对论下的宇宙图景

在爱因斯坦看来，地球并没有漂浮在太空中，而是一直在向太阳跌落，因为太阳质量占到了太阳系总质量的99.86%，所以包括地球在内的太阳系其他天体都受到太阳质量造成的时空弯曲影响，一直绕太阳公转或者说向太阳跌落。

就像人造卫星速度达到11.2km/s，就可以绕地球公转而不坠入地球一样，地球近30km/s的公转速度也产生了足够的“离心力”来对抗太阳引力，而且在几乎没有阻力的太空中，地球可以长时间保持公转速度，进而就可以一直绕太阳公转而不坠入太阳，对于水星和金星这些比太阳还靠近太阳的天体来说，它们只能用更快的公转速度才能平衡太阳引力，来保证自己不坠入太阳。

总体而言，天体以及天体系统的公转过程就是跌落过程，绕谁公转就是在向谁坠落，之所以没有坠落只是因为速度合适罢了。

宇宙俄罗斯套娃

月球绕地球公转，地球绕太阳公转，太阳系绕银河系中心的超大质量黑洞人马座A*公转，银河系绕室女座超星系团质量中心公转，室女座超星系团绕巨引源公转。

可以看出小到星球大到超星系团，宇宙中天体们的运动完全是一致的，都是在引力支配下的无限循环或者套娃而已，区别只在于天体或者天体系统的大小，本质上都是在被引力支配。

物质决定时空如何弯曲，时空决定物质如何运动

同样按照广义相对论，光子在宇宙中并不是按照直线飞行的，而是按照“测地线”飞行，这样一来如果前方有大质量天体存在，那么光线就会被弯曲，特殊情况下可以形成引力透镜，而如果前方天体质量超过某个极限，那么光线就会偏折成一个闭环，从而无法飞出该天体的引力范围，这样一来该天体在可见光范围内就不可见了，就变成一个黑洞了。

脑海中合理的宇宙模型

要想想象出正确的宇宙图景，首先要忘掉看到的一切“宇宙科普画面”，因为它们都是二维的，而宇宙至少是三维的。

在三维的宇宙中，天体并不是把时空“压出了凹陷”，而是造出了一个360度全方位无死角的“吸引源”，所以周遭所有物质都会被天体吸引并且靠近它。

地球重达60万亿亿吨，为什么还能飘在太空中，不会向下坠落？

因为太空是处于真空状态，没有引力的存在，所以地球能够一直漂浮在太空中，包括其他行星是一样的。

因为磁场的作用加上太空中是真空环境，现在的每颗星球都是因为磁场与真空的力量才能在轨道中运行的，地球也是这样。

因为太空的环境是失重的，没有力的作用，所以地球能飘在太空中，而不向下坠落。