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为什么我们感觉不到地球在运动呢

 楚士祥丁 2020-01-20
地球和所有天体都在高速运动,为什么我们感觉不到呢?
事实上,只要使用一个小弹簧天平或傅科摆,地球高速旋转的现象就能被充分揭示出来。傅科摆是直观的,但难以理解。弹簧秤更容易理解,也更直观。
傅科摆是由地球自转的科里奥利力引起的一种现象,它围绕振荡中心旋转。旋转的“离心力”会使每个点的“重量”不一致。然而,在过去,人们不相信人类有很长的理解旋转和革命的历史。
地心说
有一个非常有趣的类比。在海洋中,一艘航行极其顺利的大船没有窗户。你能感觉到船在动吗?相信无论你做什么实验,你都找不到船在移动,因为伽利略、牛顿甚至爱因斯坦已经反复验证了这个问题。
我们所处的地球像是一艘巨大的船。它在宇宙中稳定运行。除了由自身板块运动偶尔引起的湍流外,没有其他异常运动。而对人类来说幸运的是,上帝没有同时关上门和带上窗户,这样我们就可以透过大气层观察太阳的升降,看到布满星星的天空的升降。因此,经过几千年的积累,人类终于在两千多年前总结出了“地心说”。
不得不说,地心说忠实地遵守观察规律,因为太阳、月亮和星星都围绕着地球旋转,而东升西落的现象使人们逐渐得出一切事物都以地球为中心的结论,并建立了一个相当完善的体系来解决观察和理论之间的矛盾。在这方面,古希腊的托勒密地心系统是最严密的,所以在近1500年的历史中,甚至没有人怀疑它的正确性。
早在托勒密、赫拉克利特和阿里索斯提出太阳是宇宙的中心之前的500年,因为根据他们的三角函数计算,太阳比地球大得多,但不幸的是没有其他证据,日心说被地心说无情地粉碎了!
哥白尼发现了他们的两种理论,并在严密观察的基础上提出了日心说。他认为地球是以两种方式运动的,一种是围绕太阳旋转,另一种是独自旋转。
当时,主流观点肯定是哥白尼疯了。为什么地球的自转和公转没有把人赶出去?不仅如此,我们仍然稳稳地站在一个坚固的地球上,根本感觉不到地球的震动。然而,这些疑虑是通过仔细观察而得到弥补的。尽管每个人都怀疑他们,但他们无法阻止日心说像杂草一样蔓延。
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万有引力
牛顿是解决这个问题的人。他在1687年出版的《自然哲学的数学原理》中指出,万有引力对地球表面的任何物体都有吸引力。甚至遥远的天体也被它牢牢抓住。虽然他没有测量万有引力常数,但万有引力清楚地告诉每个人,我们站在地球上,以地球的高速在宇宙中如此平稳地运动是有原因的。
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从日心说到宇宙中没有中心
太阳系中心的日心说已经存在数百年了。开普勒和赫歇尔的观察为这一理论奠定了坚实的基础。拉普拉斯严格的计算把上帝赶出了他的理论。然而,随着天文观测技术越来越先进,人类逐渐意识到太阳系不是宇宙的中心。
1918年,美国天文学家沙普利认为,经过4年的观察,太阳系位于银河系的边缘。1926年,瑞典天文学家贝尔蒂尔·林德布拉德(bertil lindblad)分析说银河系也在旋转,简单地说太阳系也在高速运动。哈勃的观察发现银河系只是宇宙中一个普通的星系,就像仙女星系一样。
1977年,天文学家根据宇宙微波背景辐射的偶极各向异性测量了银河系超过600公里/秒的运动速度,而半人马星座的巨大引力源的方向直到1988年才被发现。
从地心说到现在,人们突然发现宇宙根本没有运动中心,所有天体都在高速运动!
那么为什么我们看不到其他恒星高速运动?这是一个非常有趣的问题。天文学界曾经想观察一颗恒星的年视差,因为这是证明日心说的一个重要论据。尽管日心说认识到了这一点,但恒星视差还没有被观测到,因为恒星之间的距离太远,而这个微小的角度需要极高的观测精度才能实现。

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