Return to Video

怎樣才能避開重力?

  • 0:07 - 0:10
    距離地球表面六千多萬光年,
  • 0:10 - 0:13
    有一急速旋轉的中子星
  • 0:13 - 0:15

    稱為黑寡婦脈衝星,
  • 0:15 - 0:19
    它的輻射使得它的伴星──
    褐矮星產生爆炸,
  • 0:19 - 0:22
    兩顆星每 9 小時互繞一次。
  • 0:23 - 0:25
    在地球上,
  • 0:25 - 0:28
    可能你以為自己只是
    這場暴力芭蕾的旁觀者,
  • 0:28 - 0:31
    但事實上,這兩顆星
    正把你拉向它們,
  • 0:31 - 0:33
    同時你在往回拉,
  • 0:33 - 0:37
    通過萬有引力(重力)
    連接數兆公里。
  • 0:38 - 0:42
    萬有引力是兩個有質量的
    物體的相互吸引力量──
  • 0:42 - 0:44
    任何兩個有質量的物體。
  • 0:44 - 0:49
    即是宇宙中任何兩個物體
    都具有互相吸引的性質:
  • 0:50 - 0:52
    每一個星球、黑洞、
  • 0:52 - 0:55
    人類、手機、與原子
  • 0:55 - 0:57
    都不斷有互相吸引的力量。
  • 0:57 - 1:02
    為什麼我們沒有感受到
    從四方八面而來的拉力呢?
  • 1:02 - 1:05
    兩個原因:質量與距離。
  • 1:05 - 1:10
    最早描述兩個物體引力的方程式
  • 1:10 - 1:14
    是出於 1687 的艾薩克·牛頓。
  • 1:14 - 1:18
    從那時起,科學家
    對引力的了解更進化了,
  • 1:18 - 1:20
    但牛頓的萬有引力定律
  • 1:20 - 1:24
    在大部分情況下
    仍然是相當好的粗略估算。
  • 1:24 - 1:25
    萬有引力是這樣的:
  • 1:25 - 1:28
    兩個物體間的引力
  • 1:28 - 1:30
    相等於一個物體的質量
  • 1:30 - 1:32
    乘以另外一個物體的質量,
  • 1:32 - 1:34
    再乘以一個小數目,
  • 1:34 - 1:36
    叫做引力常數,
  • 1:36 - 1:40
    然後除以兩個物體距離的平方。
  • 1:40 - 1:43
    如果你將其中一個物體的質量加倍,
  • 1:43 - 1:45
    它們中間的引力會變為雙倍,
  • 1:45 - 1:47
    如果將兩者距離增加增一倍,
  • 1:47 - 1:50
    引力強度就會等於之前的四分之一。
  • 1:50 - 1:55
    你與地球之間的引力
    將你拉向地球的中心點,
  • 1:55 - 1:58
    就是你所體驗到的重量。
  • 1:58 - 2:02
    舉個例,假設你站在
    海平面上時的引力是 800 牛頓 。
  • 2:02 - 2:04
    如果你到死海,
  • 2:04 - 2:08
    引力的增加很微小,
  • 2:08 - 2:11
    假如你爬到珠穆朗瑪峰山頂上,
  • 2:11 - 2:12
    引力將會減少,
  • 2:12 - 2:16
    減弱的幅度仍然很小。
  • 2:16 - 2:19
    走到高一些的地方
    會削弱多一點引力,
  • 2:19 - 2:21
    但你不能逃避引力。
  • 2:21 - 2:26
    重量是由時空曲率變異所產生的──
  • 2:26 - 2:28
    空間的三個維度加上時間──
  • 2:28 - 2:32
    會因任何具有質量的物體而彎曲。
  • 2:32 - 2:38
    來自地球的重力到達距離地表
    400 公里的國際太空站,
  • 2:38 - 2:41
    幾乎是原來的強度。
  • 2:41 - 2:44
    如果太空站固定在巨大的柱上,
  • 2:44 - 2:49
    仍可感受到地表引力的 90%。
  • 2:50 - 2:53
    太空人感受不到重力,
  • 2:53 - 2:57
    是因為太空站一直向地球方向墜落。
  • 2:57 - 3:02
    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。
  • 3:02 - 3:05
    月球的表面
  • 3:05 - 3:08
    離地球大概是 40 萬公里遠,
  • 3:08 - 3:10
    在那裡的地球引力
  • 3:10 - 3:14
    只剩下不到你在地球上
    感受的 0.03%。
  • 3:15 - 3:18
    你只會察覺到來自月球的引力,
  • 3:18 - 3:21
    約是地球引力的六分之一。
  • 3:21 - 3:22
    離得更遠一些,
  • 3:22 - 3:26
    地球的引力會繼續減少,
  • 3:26 - 3:29
    但不會是零。
  • 3:29 - 3:31
    即使牢牢地拴在地球上,
  • 3:31 - 3:38
    我們仍受到遙遠天體
    和鄰近地球天體的微弱影響。
  • 3:38 - 3:42
    太陽對你施加大概 0.5 牛頓的力量。
  • 3:42 - 3:45
    若你距離手機幾米遠,你會感受到
  • 3:45 - 3:48
    彼此間有一兆分之一牛頓的拉力。
  • 3:48 - 3:54
    這樣就好似仙女座星系
    與我們之間的引力,
  • 3:54 - 3:57
    該星系在 2.5 百萬光年遠處,
  • 3:57 - 4:01
    但其質量大約是太陽的一兆倍。
  • 4:01 - 4:03
    談到擺脫重力時
  • 4:03 - 4:04
    有個漏洞。
  • 4:04 - 4:08
    如果所有環繞我們的質量,
    整天地拉向我們,
  • 4:08 - 4:09
    地球的引力如何改變呢?,
  • 4:09 - 4:12
    如果你深入地下,
  • 4:12 - 4:16
    假設你不會被煮熟或壓碎?
  • 4:16 - 4:20
    如果你在地心
    掏空了一個完美的球形──
  • 4:20 - 4:22
    這只是個理論上的假設──
  • 4:22 - 4:26
    你就會感受到來自四面八方
    同樣大的拉力。
  • 4:26 - 4:28
    因此你就會懸浮及失重,
  • 4:28 - 4:33
    只會感受到其他天體的微少牽引。
  • 4:33 - 4:36
    你能在這樣的假想實驗中
    避開地球的引力──
  • 4:36 - 4:39
    但也只能一頭鑽進去想想罷了。
Title:
怎樣才能避開重力?
Speaker:
雷內‧勞費爾
Description:

觀看整個視頻:https://ed.ted.com/lessons/how-far-would-you-have-to-go-to-escape-gravity-rene-laufer

每一顆星星、黑洞、人類、手機及原子都因萬有引力而互相吸引,帶出一個問題是,為什麼我們感受不到不同方向的拉力呢?宇宙有沒有可以完全避開這些引力的地方?雷內‧勞費爾詳細解釋這股逃不掉的引力。

more » « less
Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TED-Ed
Duration:
04:39

Chinese, Traditional subtitles

Revisions