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太空是真空,为什么地球的大气没有被吸走爱因斯

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地球有一层厚厚的大气这点大家都知道，太空从宏观意义上来说就是真空这也没错，大气没有被真空吸走这就是一个非常明显的结果，因为地球有引力嘛，它将大气牢牢的吸附在地球周围，不会让真空将它吸走，但这种方式实在不太好理解，我们今天来个广义相对论下的解释，一目了然记忆深刻！

牛顿万有引力最辉煌的时代

要将这个问题解释清楚，我们必须要来捋一捋引力的认知历史。哥白尼发现了数千年以来日心说的BUG，推出了伟大的日心说，将人类对宇宙的认识提升了一个层次！而开普勒则在他老师第谷大量观测的基础上总结出了行星运行三大定律，值得提醒一下的是尽管第谷是开普勒的老师，不过他并不认同日心说，但难能可贵的是第谷非常尊重观测。所以开普勒发现的行星三大定律不能忘记第谷的功劳。

牛顿力学的辉煌时代

牛顿则在他们的基础上发现了能够让行星保持束缚关系运动的万有引力，他发现这种引力和地面上让物体落下的力是一样的，牛顿统一了天上和地下的力学。而这只是开始，因为更辉煌的时代远未到来。

拉普拉斯将万有引力体系下的天体力学发挥到了极致，他证明了行星轨道大小的周期性变化，这就是著名的拉普拉斯定理，后他又证明了摄动效应是守恒和周期性的。在19世纪初他出版了巨著《天体力学》则是经典天体力学经典之作。

曾经拿破仑问在他的著作中上帝的位置在哪里，拉普拉斯肯定而又不失风度的回答“陛下，在我的假设中不需要这样的假设”！科学从来没有像拉普拉斯面对拿破仑那样自信过，史上可能就只有拉普拉斯有这样的辉煌时刻。

勒维耶则在十九世纪中叶通过精确的计算确定了海王星的位置，而柏林天文台则在他计算相差无几的位置发现了海王星，这绝对经典力学另一个被世人津津乐道的时刻。但经典力学很快就显现出疲态，因为经典力学的根基出现了问题。

万有引力的隐忧

在勒维耶算出海王星轨道的时刻那个种子就埋下了，因为勒维耶这天才过了没多久就拿水星150年的观测资料和计算做对比，结果发现存在一个100年38"的进动差，勒维耶以为水星轨道内有一颗行星在影响轨道，科学界将这颗不存在的行星命名为祝融星，曾经寻找祝融星也是一个非常流行的任务，但很显然并没有。

而关于引力传递的以太的漂移则被以太狂热爱好者迈克尔逊和莫雷两个人的实验证明不存在，当然这个惊世骇俗的结论谁都不敢下，大家还在忙着验证到底是实验设备出了差错还是真的没有以太，甚至洛仑兹给出了解释但仍然抱着以太不放。因此在实验已经证明以太不存在的情况下，这个假设仍然被不断引用，甚至在后来兴起的量子力学中还能找到以太的身影。

爱因斯坦广义相对论如何解释引力？

命中注定抛弃以太这个伟大的决定需要爱因斯坦来作出，爱因斯坦在1905年推出了狭义相对论，并且用了十年的时间推广到了在所有参考系下都适用的广义相对论。广相的场方程非常复杂，但对于引力的解释却非常简单。

引力质量在时空中的表现

时空有一种非常特殊的性质，它可以被压缩，也可以被扩张，而质量能完成压缩时空的重任，因此在质量体周围会有一个引力场梯度变化的空间，其他质量体进入这个区域的表现就是被吸引，假如要用通俗的语言来表达的话，就是质量体会沿着这个时空的凹坑掉进来，而它走的路线就是引力场中的测地线，这和它的初始速度以及角度有关系。

地球的大气为什么没有被真空吸走？

用牛顿的万有引力来解释会很费劲，但广义相对论下来解释非常容易，引力弯曲了时空，使得质量体周围出现了一个高密时空的区域，对于质量来说这是一个坑，而中心的天体就是坑底，如果质量体在这个引力梯度空间中，那么自然就会像中心掉落，因为根据最低能量原则，它是无法在没有支撑作用下保持在高处的！

因此在这个区域中的大气，它会自然掉落在质量体周围，真空想要将它吸走可不那么容易！那么为什么大气不会像水一样掉落地表呢？这是一个好问题，因为托气体分子运动的福，也有气体密度分布的问题，因此大气在地球上的表现是吸附在地球表达月100千米以内的区域，分布密度随高度降低而增加，但广义上的大气层范围也许高达数万千米，甚至顶层可以将月球包括在内。

文章来源：《真空科学与技术学报》网址: http://www.zkkxyjsxb.cn/zonghexinwen/2021/0326/584.html