距離地球表面六千多萬光年,
有一急速旋轉的中子星
稱為黑寡婦脈衝星,
它的輻射使得它的伴星──
褐矮星產生爆炸,
兩顆星每 9 小時互繞一次。
在地球上,
可能你以為自己只是
這場暴力芭蕾的旁觀者,
但事實上,這兩顆星
正把你拉向它們,
同時你在往回拉,
通過萬有引力(重力)
連接數兆公里。
萬有引力是兩個有質量的
物體的相互吸引力量──
任何兩個有質量的物體。
即是宇宙中任何兩個物體
都具有互相吸引的性質:
每一個星球、黑洞、
人類、手機、與原子
都不斷有互相吸引的力量。
為什麼我們沒有感受到
從四方八面而來的拉力呢?
兩個原因:質量與距離。
最早描述兩個物體引力的方程式
是出於 1687 的艾薩克·牛頓。
從那時起,科學家
對引力的了解更進化了,
但牛頓的萬有引力定律
在大部分情況下
仍然是相當好的粗略估算。
萬有引力是這樣的:
兩個物體間的引力
相等於一個物體的質量
乘以另外一個物體的質量,
再乘以一個小數目,
叫做引力常數,
然後除以兩個物體距離的平方。
如果你將其中一個物體的質量加倍,
它們中間的引力會變為雙倍,
如果將兩者距離增加增一倍,
引力強度就會等於之前的四分之一。
你與地球之間的引力
將你拉向地球的中心點,
就是你所體驗到的重量。
舉個例,假設你站在
海平面上時的引力是 800 牛頓 。
如果你到死海,
引力的增加很微小,
假如你爬到珠穆朗瑪峰山頂上,
引力將會減少,
減弱的幅度仍然很小。
走到高一些的地方
會削弱多一點引力,
但你不能逃避引力。
重量是由時空曲率變異所產生的──
空間的三個維度加上時間──
會因任何具有質量的物體而彎曲。
來自地球的重力到達距離地表
400 公里的國際太空站,
幾乎是原來的強度。
如果太空站固定在巨大的柱上,
仍可感受到地表引力的 90%。
太空人感受不到重力,
是因為太空站一直向地球方向墜落。
幸運的是,它繞地球飛行的速度
快到足以讓它永遠不會掉落地面。
月球的表面
離地球大概是 40 萬公里遠,
在那裡的地球引力
只剩下不到你在地球上
感受的 0.03%。
你只會察覺到來自月球的引力,
約是地球引力的六分之一。
離得更遠一些,
地球的引力會繼續減少,
但不會是零。
即使牢牢地拴在地球上,
我們仍受到遙遠天體
和鄰近地球天體的微弱影響。
太陽對你施加大概 0.5 牛頓的力量。
若你距離手機幾米遠,你會感受到
彼此間有一兆分之一牛頓的拉力。
這樣就好似仙女座星系
與我們之間的引力,
該星系在 2.5 百萬光年遠處,
但其質量大約是太陽的一兆倍。
談到擺脫重力時
有個漏洞。
如果所有環繞我們的質量,
整天地拉向我們,
地球的引力如何改變呢?,
如果你深入地下,
假設你不會被煮熟或壓碎?
如果你在地心
掏空了一個完美的球形──
這只是個理論上的假設──
你就會感受到來自四面八方
同樣大的拉力。
因此你就會懸浮及失重,
只會感受到其他天體的微少牽引。
你能在這樣的假想實驗中
避開地球的引力──
但也只能一頭鑽進去想想罷了。