3.9万米挑战近太空跳伞，依然能回到地球，地球引力范围有多大？

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在《牛顿哲学原理》中，法国作家伏尔泰记录了牛顿与苹果的故事。1666年夏天的一个下午，牛顿无意中看到一个苹果从苹果树上掉下来，启发了他的思考，从而提出万有引力理论并推导出万有引力的结论。但事实上，虽然万有引力已经成为现代物理学的重要定律之一，但至今没有人能够证明这个故事的真实性。

不仅如此，随着人类科学认知的发展和进步，就连引力本身也逐渐被许多人质疑。虽然这个规律和我们在现实生活中看到的现象非常吻合，但是在对天体的研究中，引力似乎还没有达到足够令人信服的高度。尤其是加入了时空概念之后，对相关规律的讨论更加热烈。

地球引力范围北京时间2012年10月15日，奥地利极限运动员菲力克斯·鲍姆加特纳从离地39000米的高空纵身一跃，成为世界太空跳伞挑战者第一人。为了这次跳伞行动，Felix和他的团队准备了将近七年。幸运的是，最后的成功证明了所有的努力都是值得的。

但是在这个过程中，很多人都忽略了一个问题。从39000米的高空跳下后，菲力克斯·鲍姆加特纳终于可以落回地球了。它多大了？如果说天体运动中，万有引力的说法不准确，那么地球的“影响力”有多大呢？

不仅如此，为什么当地球卫星火箭等天体在不受人类控制的情况下进入地球后，会与大气摩擦产生热量而燃烧殆尽，而菲利克斯却不会受到任何影响？要知道在39000米的高空，其实是位于大气和平流层之间。

理解这两个问题其实很简单。从菲利克斯和地外卫星最后的结果来看，可能有人会猜测，这不是接触面积的原因吗？其实，答案并非如此。虽然菲利克斯与大气的接触面积确实要小很多，但这与摩擦无关。摩擦力本身与材质和接触面的粗糙度有关，面积的大小不会对结果产生实质性的影响。

其实造成这种情况最重要的原因是穿越大气层的速度不一样。研究数据显示，、菲利克斯的最高速度约为373m/s，已经是超音速运动。但即便如此，也远没有达到大气摩擦的最低要求，直到燃烧速度，为1020m/s。这样菲利克斯自然不会和大气摩擦到燃烧为止。

但是地外卫星和地外天体是完全不同的。自身的初速度加上地球引力赋予的重力加速度，让它们轻松突破1020的临界值，燃烧自然是不可避免的。

其次是地球引力的大小，可以从天体的出现和万有引力定律推断出来。牛顿观察到的苹果和千里之外的月亮都会受到地球的影响。而万有引力定律也提到：任意两个质点在连接中心线的方向上相互吸引。所以从理论上讲，地球的引力范围是无限大的。只是受质量和距离的限制，地球的引力会逐渐减弱。

此外，地球并不是唯一在太空中具有引力的地球。任何可以给出质量定义的物质，都具有不同程度的引力。在这些引力的相互牵扯和作用下，所以我们感觉不到其他行星被地球吸引了。

重力平衡

既然引力是无穷大的，为什么太空中的天体不互相“聚集”呢？以及外层空间的卫星以及空间站等，它们如何维持在地球表面运行。其实答案很简单，就是找到足够的力和引力相互对立。当对应的两个方向的力平衡时，物体自然会稳定在某个轨道上，不会受到外力的影响。

其实早在1632年，伽利略就已经提出了离心力和向心力的初步想法。只是当时由于科学发展的局限，伽利略不知道如何描述这两种特殊的力，更不知道力的方向、大小和变化。幸运的是，经过牛顿等科学家的不断努力，离心力定律终于得到证实，而向心力及其定义也出现在牛顿的《论回转物体的运动》中。

这之后，抛开牛顿苹果的故事，牛顿用了整整20年建立了一个比较完整的从离心力到万有引力的力学体系。特别是在中，牛顿证明了天体与地球上的一切物体都具有相互吸引力，这才是万有引力的真正起源。

已经进入现代生活。人造卫星、空间站等人类探测器之所以能够在地球表面稳定运行，其实最根本的原因在于“力的平衡”。我们在地球上感受不到地球的自转，但是如果把它放在足够的视觉空间里，我们可以看到地球以每秒29.79公里的速度绕着太阳公转，而它本身也在以线速度466m/s做自转运动。

在这样的情况下，当卫星和空间站被地球“扔”掉时，自然会产生离心力。只要我们把这个离心力和地球的引力平衡起来，保证卫星和空间站的速度跟上地球的运动，那么不难做到卫星稳定在外层空间。

除了对卫星和空间站的影响外，其次是地球和天体之间的相互作用和影响。这也很好理解。以潮汐现象为例。、其实是海水在地月引力相互作用下的周期性涨落。

那么为什么太阳系中的其他行星与地球没有类似的关系和行为呢？这主要是由于更大的引力场的克制作用。月球围绕地球运行，受到地球的牵制，而地球和太阳系其他行星实际上是在不同距离的太阳引力作用下运动，最后保持稳定.

引力与广义相对论

从上面粗浅的解释，我们可以知道引力其实对天体的研究有很大的帮助。也正是借助万有引力的理论价值，人类才能开启地外探索之路。那么为什么说在这种情况下重力不是力呢？一旦这样的说法被证实，又将用什么样的定义来证明我们日常生活中所见的一切现象呢？

其实在我们的日常生活中，也就是在地球内部改变万有引力定律的可能性是很小的。换句话说，如果我们对地球引力的范围进行分类，那么地球表面的引力可以解决99%以上的问题；现象，那么必须重新认识万有引力定律。

在广义相对论中，万有引力的说法是不准确的。天体的运动不是因为被吸引。这种关系主要是因为太阳弯曲了周围的时空，导致八颗星空在我们认识的同一时空移动。

不仅如此，任何有质量的天体附近都会有时空弯曲的现象，质量越大，这种现象的范围就越广。而恰好这个表达式非常接近万有引力的定义，所以人们会混淆两个不同的物理概念。但事实上，万有引力其实是科学表面的描述，而广义相对论更接近真相。

我们以100步为到达客观真理的最终距离，那么引力距离大约50步，广义相对论达到80步左右。至于剩下的20步，其实主要是在研究黑洞等特殊天体的时候，而广义相对论的描述是不准确的。

科学家们预测，如果想要了解整个宇宙的规律，或许可以结合引力、广义相对论和微观量子力学。另外，至于未来会不会有更震撼的科学规律和天象，只能随着时间的推移一步一步的看。引力与时空

结合广义相对论，很容易理解地球引力的范围和影响没有极限值。会有极限值。也就是说，这就像我们现在看到和感受到的引力，本身就是另一个维度表达的时空，所以所谓的极限值自然是不存在的。

如果把这些都放到三维空间里面，其实充满了整个宇宙的各种引力，地球的引力也成为了整个空间引力的一部分.从这点继续推导，其实也可以说明整个宇宙中所有物体的引力是没有范围和极限的。当一个物体带着质量出现在这个世界的时候，它就已经成为了整个世界的一部分。

那么我们能不能求出重力的范围呢？地球引力的作用范围在宇宙中是无穷无尽的，那么另一个宇宙呢？不仅如此，像黑洞这样的特殊天体呢？这些都是需要考虑的事情。当科学研究再上一层楼，我们的认知就需要改变。

万有引力定律是物理学中的一个重要定律，因为它更符合地球上的客观现象，但如果是在外太空探索中，这个定律只能适用于相对简单的现象以上，无法探究事物的本质。因此，地球的引力范围在理论上是无穷无尽的，但如果真要研究引力的延伸和变化，还需要结合宏观时空的角度来分析。

结论

其实即使在对流层以上的空间，如果没有离心力支撑，它也会落回地球。只是那个时候，受到大气层速度的影响，能否安全返回还不确定。随着科技的进步，人类跳伞的高度越来越高。或许在未来的某一天，这样的运动会像蹦极、滑翔伞、跳伞等极限运动一样流行起来。

除此之外，其实在地球引力这件事上，只从某个角度去研究问题，是一种错误的思维方式。只有结合所有现象，分析总结出更符合客观事实规律的规律，才是真正合理的打开方式。如果仅仅依靠现有的规律来推断未知的现象，那么最终得到的答案只会让自己满意，而不是科学研究。

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