每颗行星、卫星和小行星的引力都由其密度、大小、质量以及与其他天体的距离决定。
一位行星天文学家制作了一段动画,通过展示一个球从1,000米高度落至地面所需的时间,来呈现太阳系中的引力。
可视化呈现行星的引力
引力是宇宙中的基本力之一。每一个物体在宇宙中都会对其他每一个物体产生引力影响,但影响程度如何?
太阳的引力使太阳系中的所有行星保持在轨道上。然而,每颗行星、卫星和小行星都有其自身的引力,由其密度、大小、质量以及与其他天体的距离决定。
詹姆斯·奥多诺霍博士是JAXA(日本宇宙航空研究开发机构)的一位行星天文学家,他制作了一段动画,将这一概念简化呈现:在忽略空气阻力的情况下,动画展示了一个球从1,000米高度落至各行星及地球月球表面所需的时间,以便更直观地呈现行星的引力。
沉如石块,还是轻如羽毛
假设你要将飞船降落在一颗陌生的行星上,你会希望了解自己的下降速度。你会像羽毛一样漂浮,还是像石头一样下沉?
决定一颗行星引力强弱的,是其大小、质量和密度,也就是说,它决定了你接近地表的速度是快还是慢。
据奥多诺霍博士称,大型行星在表面的引力与较小行星相当——例如,天王星将球拉向地面的速度比地球慢。这是因为天王星的平均密度相对较低,使其实际表面远离核心中大部分质量所在的位置。
同样,火星的质量几乎是水星的两倍,但其表面引力实际上相同,这表明水星的密度远高于火星。
探索遥远领域:引力弹弓效应
了解每颗行星的引力,有助于推动航天器飞往太阳系最遥远的区域。“引力弹弓”飞掠技术可以增加或减少动量,从而提高或降低航天器轨道的能量。
这一技术通常用于太阳轨道,以提高航天器的速度,并将其推向太阳系外部,使其到达比其运载火箭本身所能达到的距离远得多的地方,NASA的旅行者2号便是例证。
旅行者2号于1977年发射,飞掠木星进行侦察,并借助其引力获得轨道加速,前往土星。随后,它依靠土星的引力弹弓效应,再借助天王星的引力弹弓效应,被推向海王星及更远的太空。
尽管有这些助力,旅行者2号抵达太阳系边缘仍用了20多年。引力的潜力远不止于此……
牵引光束、护盾与曲速跃迁……天哪!
设想一下,用引力光束使敌方星舰失去动力,并用引力护盾偏转来袭的光子鱼雷。这将是令人惊叹的科幻梦想成真。
然而,科技距离《星际迷航》中人类建造出“首个曲速引擎”的虚构年份仍有42年,届时人类将利用引力的力量,开启宇宙探索之门。时间尚有余裕!首个曲速引擎,
目前,欧洲核子研究中心(CERN)的ALPHA实验正在研究是否有可能产生某种形式的反引力场。这项研究可能催生一种引力导体护盾,用以抵消引力作用,并实现曲速引擎的研制。
通过更深入地理解使我们被束缚于行星表面的力量,我们便能更快地摆脱这些力量,亲身感受行星的引力。


