那么这颗炮弹的速度要多快才能不落地呢?牛顿通过计算得知,这颗炮弹每秒飞行7.9公里才不会掉下来,这个速度也就是我们常说的宇宙第一速度。
基于牛顿大炮理论,第一宇宙速度也是航天器最小发射速度,只有达到这一速度,航天器才能在太空中环绕地球飞行。如果飞行速度明显低于7.9千米/秒,航天器的飞行轨道会在环绕中不断降低,最终坠落在大气层中。
知道了大炮理论,也就明白地球为何能悬浮在太空中在太阳系中,太阳的质量占太阳系总质量的99.8%。我们知道,物体的质量越大,引力就越大,地球会一步步向太阳“坠落”。
但是地球以每秒30公里的速度围绕太阳公转,如同那颗被牛顿大炮打出去的炮弹,飞行速度已经克服了太阳的引力,所以地球才不会向着太阳“坠落”。
除此之外,我们可以用离心力解释这一情况。
例如链球比赛中,当运动员旋转身体,手中的链球在离心力的作用下围着运动员旋转,只要运动员不撒手一直转下去,链球就一直在半空中围着运动员飞行。
同样的道理,太阳犹如链球运动员,用引力将地球牢牢束缚住,但地球公转产生的离心力,与太阳引力之间形成一种平衡,既没有让地球坠向太阳,也没有让地球逃离太阳。
说在最后其实不止是地球,宇宙中所有的天体都是“悬浮”状态的。就拿离我们最近的月球来说,它不也是受到地球引力的作用,围着地球公转么。
如果扩展到更大的范围,整个太阳系受到银河系中心引力的影响,围着银心公转。如果有一天中心的引力消失了,那么围绕中心旋转的天体会改变运行轨迹,在宇宙中漫无目的的飞行下去,直到被另一个天体的引力捕获。