星球为什么能浮在宇宙中？

提出“星球为什么能浮在宇宙中”，是因为有一种错觉，他们认为，任何物体必须与其他物体发生直接接触才能停止运动，或者发生彼此之间的关系。比如，提问者假想出宇宙中有一种“液体”一样的物质，星球就漂浮在宇宙的这些“液体”之中。实际上，有些东西是不必发生直接接触也是可以发生关系的。

中国的高铁技术已经非常先进，但我们还并不满足，正在研制一种未来的高科技交通工具，那就是磁悬浮列车。磁悬浮列车技术其实早就在研究了，国外的磁悬浮列车已经可以飚出600多千米每小时的时速。而在商业化方面，中国拥有世界上第一条将磁悬浮列车用于商业化的铁路，在杭州和上海之间搭建了一条磁悬浮铁路，主要用于旅游观赏目的。磁悬浮技术的原理，就是通过电能转化为磁能，利用磁极的吸引力和排斥力，驱动列车脱离地面做高速运行。磁悬浮列车在运行的过程中，车体与地面是没有任何接触的。可以说，在这里，磁悬浮列车与地面或者其他地表没有任何直接的接触和联系，但依然可以运行。

就说地球这样的星球，它并没有“浮”在任何物质里面，不与宇宙中任何东西发生直接的联系，但它就在那里。控制地球运行的，是太阳。太阳通过万有引力牵引着地球做环绕运动。月球作为地球的卫星，也在给地球做牵引，只不过这种力量可以忽略不计。万有引力是一种长程力，理论上可以达到无限远，但万有引力的力的传播速度不能超过光速，所以地球虽然也受到宇宙中其他力源的干扰，一则太阳的引力巨大，一则太阳靠的最近，所以，主要还是太阳的万有引力在对地球做力的牵引。地球被太阳牵引，在宇宙空间中做运行。

还有人可能做这种设想，就是宇宙空间也是一种“物质”，地球悬浮在空间物质之中，似乎被某种特殊的“力”所托住。如果这种力突然没有了，地球就“噗”的“沉”下去了，掉到“空间以外”去了。这是一种错误的观点，从物理角度看，空间不是物质，是没有物质的存在。空间没类似物质的阻力，不存在“以太”这种的摩擦剂，但空间可以传递力。而力是由物质诞生的，没有物质，就没有力的存在。所以，能够干涉地球的，只能是物质。

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袁岚峰 中国科学技术大学副研究员 科技与战略风云学会会长08-04 00:08

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这个问题之所以成为一个问题，是因为许多人有一个潜移默化的感觉：所有的力都必须通过直接接触来传递。他们无法想象，一个物体可以直接作用到远处的另一个物体上，把它吸引过来或者推开。

对古人来说，这是一个“常识”。即使是力大无穷的楚霸王，也需要接触到鼎才能把它举起来。所有的杠杆、滑轮、斜面、齿轮等机械，都需要直接接触。

但学过科学的人就知道，这个“常识”是个错觉。

磁力就不需要接触，一块磁铁可以把远处的铁吸过来。实际上，这正是磁力被称为“磁力”的原因：古人把磁铁吸铁比喻成慈母怀抱婴儿。

万有引力也不需要接触。任何两个有质量的物体之间都存在万有引力，无论它们之间相距多远，这是牛顿的伟大发现。无论是苹果落地，还是炮弹的轨迹，还是行星绕太阳的运动，都是万有引力的结果，都符合同样的规律。这确实是个非常违反直觉的发现，有一个有趣的故事为证。

万有引力

古希腊数学家欧多克索斯提出过一套纯数学的太阳系模型，跟当时的观测数据符合得很好。这个模型最大的特点是，各个星球互相不接触，各自在自己的轨道上运行。

欧多克索斯的理念其实相当符合现代科学：他的目标只是让他的模型符合观测事实，并不在意“运动的机制”。牛顿力学、相对论、量子力学都是这种理念的产物。为什么科学理论不在乎“运动的机制”呢？因为一般人想到的所谓机制，只是来自日常经验或者老的理论的一套让他们觉得熟悉的说法。但之所以要提出新的理论，正是因为老的理论已经不足以解释新的实验现象了。这时科学家的做法就是，不管三七二十一，先找到一套数学模型能够定量地描述实验现象再说。当人们熟悉了这套新理论之后，就会认为这套理论就是“机制”了，——这其实是个心理效应。

欧多克索斯的模型虽然符合观测数据，但亚里士多德（对，就是那个著名的哲学家）却对它很不满意。为什么呢？因为星球之间不接触啊！亚里士多德问：没有接触，谁来传递力呢？于是他在欧多克索斯的模型中加了29个球，让一个球的转动能通过实际接触推动另一个球。结果是，他的模型对可观测现象的预测跟欧多克索斯一样，复杂程度却无谓的大为增加。

在有科学素养的人看来，亚里士多德的“改进”是可笑的画蛇添足，这正反映出他不懂得上述的科学理念。而在提问“星球为什么能浮在宇宙中”的人看来，亚里士多德做得完全正确吧！

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物理文化与施郁世界线 复旦大学物理学系教授09-30 18:01

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施郁（复旦大学物理学系教授）

为什么不呢？、

首先我们看看地球和太阳。地球绕着太阳转。我们知道这是因为太阳和地球之间有万有引力。 事实上，任何两个有质量的物体之间都有万有引力。

那么地球为什么不落到太阳上呢？

这是因为地球在绕着太阳作轨道运动，太阳对它的引力正好用来作这个运动了。 从地球自己的参照系来看，太阳的引力恰好被地球自己的运动导致的离心力抵消了。

当然，严格地来说，太阳也受到地球，以及其他行星，乃至其他天体（虽然可以忽略）的吸引力，这些吸引力也用来作太阳的运动了。

除了太阳，其他天体，特别月球，也给予地球吸引力，所有这些引力支配了地球的运动。

其他星球也类似，它受到的所有引力支配了它的运动。

当然，还有初始条件，这是一个关键因素。在牛顿力学中，同样的受力情况，对于不同的初始条件导致不同的运动结果。

对于宇宙天体来说，宇宙是不断演化的，所以不是从明确的初始条件出发，在一定的受力情况下，发生某个明确的运动。但是基本的精神就是这样。

当然，牛顿的万有引力理论已经被爱因斯坦的广义相对论取代，但是在弱引力的情况，牛顿理论仍然近似成立。

广义相对论的基本思想将万有引力归结于时空弯曲，物质告诉时空如何弯曲，弯曲时空告诉物质如何运动。

所以一个星球的运动状态归根到底是包括它自身在内的所有的物质及其运动决定的。

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松鼠老孙 天文学博士 科学松鼠会会员05-08 12:10

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这个问题还是很科学的，因为它充分体现了科学发现的一个特征：出乎意料。

在我们日常生活中，除了白云和飞鸟，其实很少东西能够浮在空中，飞鸟最终也要落地的，白云也要变成雨滴掉下来。所以在我们的概念中，很多东西都是往下掉的。只有蓝天高高在上，并没有发生其人忧天的那种情况整个天掉了下来。

我们的日常经验是所有的东西，都要到地面上来才会稳定，所有在上面的东西都要往下掉（这也是杞人忧天思考的根据）。

但问题是，为什么我们的经验是这样的？在古代的哲学家看来，同样也是这样认为的。中国人说，气之轻清者上升为天，气之重浊者下降为地。天和地的区分是非常明显的。在古希腊人看来，土和水是向下运动的，气和火是向上运动的。上和下的区分同样非常明显。

天地上下为什么这样区分，这个问题一直到牛顿才被解决掉，那就是万有引力。因为有地球引力的存在，所以，任何的东西被地球引力吸引才会往下降，月球也是被地球吸引住的，大气层实际上也是被地球引力吸附在地面附近。

但这又揭示出另外一个思考的角度。地球引力场的中心只是地球。如果我们跳出地球去看的话。地球实际上是飘浮在太空之中的。当然，地球又在太阳的引力场之中，被太阳束缚住。太阳又在银河系的引力场之中，是银河系的一个成员。引力作用就这样环环相扣，形成了宇宙之中的各种层次结构。所以从中心体来看，所有的物质都是，没有漂浮起来。但如果从中心体之外的去看，所有的物质又都是漂浮在太空之中。所以，是否漂浮，是我们从什么角度去看。

话又说回来，有没有什么天体，不受到这些引力作用呢？在星系之间，有孤独的星球，他们离大的星系都比较远，在星系之间游荡。在更大的结构之间，还有一些孤立的星系，他们也是相当的孤独的。可以说是宇宙当中的漂浮者。

归根结底来说，星球为什么能够飘浮在宇宙之中，因为它们都存在于时空结构之中。这个时空结构，并没有先验的规定上下方向。谁的引力场强，能够吸引住其他的天体，他就可以成为一个中心，规定其他天体的上下方向。宇宙或者说时空结构本身没有方向，是质量也就是引力的存在，才产生了方向。

地球人，醒醒。

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火星一号 科普作者08-06 16:03

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之所以会产生这样的疑问，是因为我们在地球上待得太久了，我们总是以生活在地球上的角度来看待这个宇宙。我们可以换个角度来思考这个问题，如果星球不是浮在宇宙中，它能掉到哪里去？

在地球上，万物都被地球牢牢地束缚在其表面。飞在天上的鸟儿、飞机和白云，最终也要回到地面。主宰这一切的就是地球的引力，它让我们产生了方向感。因为作用在我们身上的引力都是指向地心，我们总有被拽向地心的趋势，于是我们把这个方向称为“下方”。正是由于地心引力，我们总感觉万物都是要往下掉的，宇宙中的星球怎么会漂浮着呢？简而言之，这是因为宇宙中的天体都是处于运动的状态。

正如本文开头所说，如果星球不是漂浮着，它要往哪里掉？引力较大的天体有牵引其他较小天体的趋势，这个趋势的方向才是那些较小天体的“下方”，它们有落入其中的趋势。

引力的本质是时空弯曲的结果，宇宙中的星球都是沿着弯曲的时空在运动。例如，在太阳系中，质量巨大的太阳扭曲了周围的时空，我们的地球以及其他行星就沿着弯曲的时空（测地线）运动，这样就能够避免撞向太阳，从而“漂浮”在宇宙中。同样地，整个太阳系也是绕着银河系的中心公转，银河系又绕着本超星系团的中心公转，它们都是“漂浮”在宇宙中，不会掉到哪里去。

总之，在宇宙中要抛弃上下左右前后的概念，引力的方向才是真正要考虑的。宇宙中的天体没有上下左右前后的方向，只有引力的方向。哪里引力大，天体就有向哪里运动的趋势。