在地球上 ， 对于人类而言 ， 有一种共同的直觉：万物都会往地上掉 。 比如：苹果总会从树上掉下来 。 既然如此 ， 那地球为什么不会向下掉呢？
1968年 ， 阿波罗8号的宇航员曾经在绕月轨道上给地球拍摄了一张了照片 ， 在这张照片中 ， 我们可以很明显地看到地球是漂浮在太空中的 。
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类似的照片还有很多 ， 比如：1990年 ， 当时距离地球64亿公里的旅行者一号 ， 朝着太阳系中各个天体都拍了一张照片 ， 最终绘制成了一张太阳系的全家福 。 在张全家福中 ， 我们都可以到 ， 太阳系内的天体是漂浮在宇宙空间中的 。
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可是不知道你想过没有 ， 为什么在地球上万物都会往下掉 ， 而在宇宙中的天体 ， 包括地球在内 ， 它们都是漂浮在宇宙空间当中？
要知道 ， 地球可是有60亿亿吨 ， 地球的质量比全人类的重量加起来还要高好几个数量级 ， 照理说 ， 它应该也会下坠才是 。
古希腊的学者们就曾经思考过这个问题 ， 亚里士多德后来提出 ， 地球上（月球下方）的万物都是由水火土气构成的 ， 宇宙中（月球上方）的物质都是由以太构成的 ， 由于构成不同 ， 宇宙中的物质可以按照完美的圆周运动运转 ， 也就不存在下坠的事情 。
【地球|地球重达60万亿亿吨，为什么还会飘在太空中，而没有向下坠落？】
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现在看来 ， 亚里士多德的想法可能是有点不切合实际了 。 那么关于这个问题 ， 后来又是如何解决的呢？
牛顿力学与万有引力定律
古希腊曾经以亚里士多德学说发展得到了地心说 ， 到了文艺复兴时期 ， 哥白尼等人发展出了日心说 。 但最终奠定天文学基础的却是伽利略、开普勒和牛顿 。 尤其是牛顿 ， 他提出了牛顿力学和万有引力定律 ， 成功统一了地球上和宇宙中的物理学定律 ， 并且成功地解释了地球漂浮在宇宙空间中的问题 。
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根据牛顿第一定律 ， 力是改变物体运动状态的原因 ， 如果不受力或者合力为零 ， 物体要么保持匀速直线运动 ， 要么保持静止 。 所以 ， 我们可以得到一个结论：地球上的物体会下落 ， 主要是因为受到了力的作用 ， 这个力就是万有引力和向心力的合力 ， 我们也把这个合力称为：重力 。 重力的方向刚好就是竖直向下的 ， 所以“下落”中的“下”这个方向本质上是重力的方向 。
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牛顿曾经在他的著作《自然哲学的数学原理》中提到过一个著名的“思想实验”：牛顿大炮 。
他假设有一个理想的大炮 ， 可以打出理想的炮弹 。 那么 ， 如果炮弹举到一个高度后松手 ， 就会自由落体 。
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如果让大炮赋予炮弹一定的初速度 ， 炮弹的轨迹就会是抛物线 ， 最终落到地球面上 。
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由于地球是球体 ， 地面在大尺度上是会向下弯曲的 。 如果让大炮赋予炮弹恰好的初速度 ， 使得炮弹下落的速率恰好和地球向下弯曲的程度一致 ， 那炮弹就会绕着地球运动 ， 而不会落到地面上 。
这颗炮弹也就成了地球的卫星 。 此时炮弹的速度被我们称为第一宇宙速度 ， 这个速度大概是7.9千米/秒 。
那我们再来看地球的动力学情况 。 地球是受到了太阳的引力 ， 由于太阳的质量特别大 ， 占据了整个太阳系总质量的99.86% ， 所以太阳的引力非常大 ， 地球的主要受力来自于太阳 。
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而由于地球拥有一个初速度 ， 所以地球可以绕着太阳运动 ， 相当于太阳的卫星 ， 地球与太阳的关系和牛顿大炮中炮弹与地球的关系是一样的 。 因此 ， 地球没有“向下坠” ， 首先是因为地球受到的是太阳的万有引力 ， 其次它具有一个初速度 ， 于是在万有引力作用下开始绕着太阳转 。 如果地球的速度突然变为0 ， 那地球就和其他的地球上的物体一样 ， 最终掉落到太阳当中 。 所以 ， 对于地球来说 ， 地球的“下”是朝向太阳的 。
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爱因斯坦与广义相对论
牛顿力学在解释天体运行时非常的准确 ， 但是如果引力特别大时 ， 万有引力定律的误差就会比较大 。 后来 ， 爱因斯坦弥补了这个缺陷 ， 他提出了广义相对论来解释引力现象 ， 并且这个理论如今成为了解释引力现象的主流理论 。
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爱因斯坦认为：并不存在引力 ， 引力现象的本质是时空的弯曲 。 我们拿地球和太阳举例子 ， 地球可以绕着太阳转 ， 并不是因为太阳对地球施加了引力 。 而是因为太阳质量足够大 ， 压弯了周围的时空 ， 地球只是沿着地球的“测地线”在运动 ， 这里的测地线类似于平面几何中两点之间的直线 。
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所以 ， 地球是贴着时空的“地面”在跑 ， 漂浮在太空中也就理所应当 ， 这是符合的是牛顿第一定律 ， 只是从三维空间的角度来看 ， 地球是做圆周运动而已 。
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