其實(shí)地球有多重大家并不是特別關(guān)心,，但怎么說也比同體積空氣重不是嗎？但卻能懸浮在宇宙中,，繞著太陽日復(fù)一日,，年復(fù)一年的公轉(zhuǎn)，卻不會往下掉,，是不是很神奇,？

地球的質(zhì)量60萬億億噸是怎么來的,？

牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力現(xiàn)象，他在1687年給出了萬有引力的描述：兩個(gè)天體之間的引力和它們的質(zhì)量成正比,，與它們距離的平方成反比,，寫成公式大概就如下：

寫公式就是如上圖，但牛頓當(dāng)時(shí)并沒有給出這個(gè)G（萬有引力常數(shù)）的值,，他也曾經(jīng)想過,，可以用一座巨大的山對一個(gè)鉛錘的吸引，進(jìn)而求出萬有引力常數(shù),，再計(jì)算出地球的質(zhì)量,，可惜當(dāng)時(shí)連牛頓都覺得這個(gè)不可能，因?yàn)楹偷厍蛳啾?，山的質(zhì)量微不足道,！

1773年英國皇家天文學(xué)家內(nèi)維爾·馬斯基林真的就測試了山對鉛錘的吸引力，他選擇了榭赫倫山（幾乎是個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的圓錐體,，方便計(jì)算體積）,，并且附近只有它一座高山，經(jīng)過數(shù)年的觀測,，他得出結(jié)論,，鉛錘被榭赫倫山吸引傾斜了11.6角秒，由此計(jì)算出地球的平均密度是榭赫倫山平均密度的1.8倍,，繼而算出地球總質(zhì)量為4.772*10^24千克！

榭赫倫山的偏遠(yuǎn)位置與對稱山形對實(shí)驗(yàn)很有利

其實(shí)這也算不錯(cuò)了,，只差了20%,，至少在同一個(gè)數(shù)量級以內(nèi)，不過這個(gè)測量方法誤差太大，而在榭赫倫實(shí)驗(yàn)后的10年后約翰·米歇爾想出了一個(gè)絕妙的扭稱實(shí)驗(yàn),，測量萬有引力常數(shù),，結(jié)果實(shí)驗(yàn)還沒完善他就去世了，卡文迪許接手后繼續(xù)實(shí)驗(yàn),，終于測出了萬有引力常數(shù),！

卡文迪許測得的萬有引力常數(shù)

這個(gè)數(shù)字準(zhǔn)確度極高，只比2014年科學(xué)技術(shù)數(shù)據(jù)委員會推薦的萬有引力常數(shù)值相差小于1%,。因此用這個(gè)數(shù)字計(jì)算的地球質(zhì)量5.965*10^24千克,，也基本和現(xiàn)在差不離了！

地球?yàn)槭裁茨芨≡谔罩校?/h2>

地球的質(zhì)量確實(shí)很大,，與它相比,，即使是所有的海水質(zhì)量也沒有它的萬分之一質(zhì)量，那么它為什么不會往下掉呢,？首先我們有一個(gè)問題要確定一下,，太空中怎么確定上下呢？

我們都知道,，宇宙飛船繞著地球在飛,，“離心力”和引力抵消，所以在飛船中是失重的,，飛船中的上下我們可以參考艙內(nèi)的擺設(shè)來輔助辨認(rèn),，但是到了艙外怎么區(qū)分，而且在任何軌道環(huán)繞地球飛行的時(shí)候,，我們看到的地球都是一個(gè)球體,，怎么分辨上下？

宇宙中到底怎么來定義上下

其實(shí)在宇宙中我們有一個(gè)簡單的定義方式,，找出地球的北極,，很多人馬上就明白了，指南針的N指向北極,，所以北極就是上,，結(jié)論似乎正確，但方法是錯(cuò)的,，因?yàn)榈卮诺谋睒O是S,，那樣N才會指向北極，所以北極另有判斷方式,，伸出右手,，四指指向地球自轉(zhuǎn)方向自然彎曲，然后大拇指方向就是北極,！

右手定則,，判斷北極方向

因?yàn)槿祟惔蠖荚诒卑肭?，科學(xué)最早發(fā)展也是在北半球，所以一般的情況下,，我們都是將北極朝上畫的,，這是習(xí)慣的上方！

在太空中,，真正地“下”在哪里,？

剛剛我們找出的下方，只是約定俗成,，習(xí)慣上的下方,，但對于地球來說，它的下方指向質(zhì)心,，也就是說我們每一個(gè)人站在地球上，腳下就是下方,，所以對于地球來說,，整個(gè)球體表面都比內(nèi)部在更高的上方！

但在太陽系中就不能這樣來理解了,，我們脫離了地球的參考系,，在太陽系中，以日心為參考顯然是比較合適的,，地球繞著太陽公轉(zhuǎn)產(chǎn)生的“離心力”和引力相等，所以地球遏制住了掉落太陽的趨勢,，因此對于地球來說,，日心就是地球的下方！為什么地球沒有下落是因?yàn)榈厍虻墓D(zhuǎn),，如果誰將它剎車至零,，估計(jì)要不了多久,，地球就掉入太陽了,！

用廣義相對論的引力場示意圖來理解上下也許更直觀,，一張圖就能看出上下到底在哪里！地球上的人沒有被太陽更大的引力吸走是因?yàn)?，我們都在地球的洛希瓣之?nèi),，在這個(gè)范圍內(nèi)陸球引力有絕對的控制權(quán)，分界點(diǎn)在日地拉格朗日的L1點(diǎn),！

拉格朗日點(diǎn)

宇宙中有真正的下嗎,？準(zhǔn)確的說,，應(yīng)該是有的,，至少每個(gè)星系肯定有,，比如銀心黑洞就是整個(gè)銀河系絕對控制的“下”，從引力彎曲空間的角度來看,，就如下圖：

太陽、中子星和黑洞對于時(shí)空的彎曲

不過各位放心,，太陽系在距離銀心約2.6萬光年的位置圍繞銀心公轉(zhuǎn)速度超過220千米/秒,，足以維持在這個(gè)位置繼續(xù)公轉(zhuǎn)，而且據(jù)說銀河系存在暗物質(zhì)才將太陽系抓住,，要不然早跑了！

比星系更大規(guī)模運(yùn)動就不太好確認(rèn)了,，比如幾億光年內(nèi)的星系都朝著巨引源運(yùn)動,，但卻因?yàn)橛钪媾蛎浀脑蛴肋h(yuǎn)都趕不到那里，因?yàn)殂y河系運(yùn)行的速度只有600-800千米/秒,，而就巨引源遠(yuǎn)離的速度卻高達(dá)4400千米/秒,！

因?yàn)檎麄€(gè)宇宙一直不斷地在膨脹,，1998年兩位科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)宇宙在45億年前還加速膨脹了，是不是有點(diǎn)暈,，不知道未來宇宙啥結(jié)果,，但至少也會在千億年后才發(fā)生，關(guān)我啥事呢,？