牧來

無處不在的引力

引力是一種自然界普遍存在的力，它讓所有的物體都相互吸引，如同一個個漩渦，物體質(zhì)量越大，這個漩渦越深，越容易把周圍的物質(zhì)卷入;物體間距越遠，引力越小，反之越大。正是由于引力的作用，氧氣、氮氣、二氧化碳等氣體才能在地球周圍聚集成厚厚的大氣層，為地球生命供氧、保暖，我們也能牢牢地站在地表上，不會飄到充滿危險的宇宙中。

不光是在地球，引力在宇宙的每個角落都發(fā)揮著作用：月球受到地球的引力，終日圍繞地球旋轉(zhuǎn);地球和其他太陽系行星、小行星受到太陽吸引，繞著太陽公轉(zhuǎn)，享用著太陽釋放的能量。

即使是一顆小小的蘋果，對地球也有引力，只是相對于龐大的地球而言，這個引力微乎其微。

月球是地球的衛(wèi)星，它的質(zhì)量可不像蘋果那樣能夠被忽略，它對地球有著不小的引力。海浪具有漲潮、退潮的“潮汐現(xiàn)象”，原因之一就是月球的引力。

看來，引力既能為生靈提供庇護，又使宇宙變得井然有序，對人們的生存十分有利。但另一方面，引力也使我們無法離開地球、探索宇宙。隨著科技的進步，人類發(fā)明了火箭和宇宙飛船，飛向了外太空。它們是如何掙脫地球引力束縛的？

地球受到的月球、太陽引力較強時，海水表現(xiàn)為漲潮（上圖）;受到的引力較弱時，表現(xiàn)為退潮（下圖）。

突破引力

假設你在扔一顆球，扔球的力量越大，球的速度越快，飛得也就越遠。想象一下，如果你獲得了超人般強大的力量，這時你鉚（mǎo）足了勁，把球丟出去，會發(fā)生什么呢？如果力量足夠大，球會飛得很遠，甚至不再回到地球上。

雖然現(xiàn)實中，人類不可能擁有這么強大的臂力，但人們可以讓火箭不斷加速，對抗地心引力。經(jīng)過計算，科學家們發(fā)現(xiàn)，當航天器的發(fā)射速度為7.9千米/秒時，就可環(huán)繞地球飛行;超過11.2千米/秒時，就能突破地球引力的束縛，開始繞太陽飛行;超過16.7千米/秒時，就可以告別太陽系，飛入廣袤的宇宙空間。這些速度也分別被稱為第一、第二、第三宇宙速度。

如今，達到第一、第二宇宙速度已經(jīng)不是什么新鮮事了，中國、美國、俄羅斯等國都發(fā)射過許多火箭，讓太空探測器抵達了火星、月球，更有上千顆人造衛(wèi)星在地球高空環(huán)行。

然而，航天器卻難以攜帶那么多的燃料來加速至第三宇宙速度，即便我們能沖出地球，也仍舊無法走出太陽系的范圍。

引力“順風車”

航天科學家們想到了讓航天器在宇宙中“借力”的方法，因為天體都有引力，只要讓航天器適當?shù)乜拷钪嬷械囊恍┐筇祗w，就能借助它們的引力改變航天器的速度和飛行方向，這被稱為“引力彈弓效應”。為了利用引力彈弓，航天器既要分秒不差地趕上“順風車”，又不能太靠近，以免完全被天體的引力捉住，因此，科學家們必須精確計算航天器、天體的運動軌跡等數(shù)據(jù)。

引力決定恒星的命運

不光是人類在與引力較量，包括太陽在內(nèi)的無數(shù)恒星都要與自己的引力抗衡。

恒星的質(zhì)量很大，因此引力也很大，甚至有將恒星本身壓垮的趨勢，只是在恒星內(nèi)部，每時每刻都有核聚變反應發(fā)生，這為恒星提供了張力，使它不會被自己的引力壓垮。然而，當核燃料被耗盡后，恒星就再也無法抵抗引力的擠壓，進而轟然坍（tān）縮，所有的物質(zhì)都向中心聚攏。如果這顆恒星的質(zhì)量與太陽相差不大，它就會被壓成白矮星、中子星;如果它的質(zhì)量遠遠大于太陽，它就會坍縮成黑洞。

電影《流浪地球》中，人們想利用木星為地球加速，卻差點被木星的引力捕獲、撕碎。

1977年發(fā)射的旅行者1號探測器途徑木星和土星時利用引力彈弓，加速到了宇宙第三速度。目前，它已沖出太陽系，與地球相距超過216億千米。

致命漩渦：黑洞

黑洞是宇宙中最可怕的天體，它的密度無限大，體積無限小，因而產(chǎn)生了極其強大的引力，像一個直通海底的猛烈漩渦，會吞噬、擠碎靠近的一切物質(zhì)。一座重達10億噸的大山落入黑洞，都會被壓成一個原子核的大小。

只要速度足夠快，我們就能掙脫地球、太陽系的引力，那如果一艘宇宙飛船不慎碰上了黑洞，它需要多快的速度才能逃離黑洞的引力呢？超過光速！要知道，光速是宇宙中最快的速度，不存在比光跑得更快的物質(zhì)，但連光也會被黑洞吸入，因此，飛船是不可能逃離黑洞的。不過，如果飛船中的宇航員在離得比較遠時就發(fā)現(xiàn)了黑洞，只要趕緊改變航向，就能避免被黑洞吸走。

太陽也終有燃盡的一天，雖然它的質(zhì)量比較小，不會坍縮成黑洞，但當太陽停止核聚變時，太陽系就不再適合地球生命生存了。到了那時，我們或許就要像《流浪地球》中演繹的那樣，建造行星發(fā)動機，努力突破太陽系引力的束縛，為尋找新的家園而展開一場漫長的旅行。