地球引力若消失了會(huì)怎樣

困惑科學(xué)家40多年的哈德遜灣引力丟失之謎終于破解了。再需5000年，該地區(qū)丟失的引力就會(huì)被重新“找回來(lái)”一部分。那么，如果有一天，整個(gè)地球的引力都突然消失了會(huì)怎樣？即便只消失5秒會(huì)是怎樣的情景？

這個(gè)地方引力小

哈德遜灣位于加拿大東北部，是僅次于孟加拉灣的世界第二大開(kāi)闊形海灣，水域面積達(dá)到123萬(wàn)平方千米。20世紀(jì)60年代，科學(xué)家們準(zhǔn)備繪制首張地球引力圖時(shí)，意外地發(fā)現(xiàn)哈德遜灣以及周邊地區(qū)的引力比預(yù)估值要低很多，是世界上引力最小的幾個(gè)區(qū)域之一。在哈德遜灣附近居住的居民，會(huì)比在加拿大其他地區(qū)居住時(shí)，體重輕約2.8克，從相同的高度跳下，這里的下降速度永遠(yuǎn)會(huì)更慢一點(diǎn)。

由于距離地心較遠(yuǎn)，在赤道上，引力是最小的，而隨著維度的增加，引力會(huì)逐漸增加，到了南北極，引力又達(dá)到了最大值。但為什么位于高緯度的哈德遜灣，引力反而變小呢？

實(shí)際上，地球引力的大小除了受到物體與地心距離遠(yuǎn)近的影響，最主要的決定因素是地球的質(zhì)量。

我們知道，引力是兩個(gè)原子之間相互吸引產(chǎn)生的作用力。假如你將兩個(gè)高爾夫球放在桌子上，這兩個(gè)高爾夫球的原子之間會(huì)產(chǎn)生一種非常微弱的吸引力。如果你將兩個(gè)質(zhì)量更大的物體，比如兩個(gè)鉛球放在一起，它們之間產(chǎn)生的吸引力會(huì)更大一點(diǎn)。而只有那些由大量的原子構(gòu)成的物體，比如像地球這樣的大質(zhì)量星球，這時(shí)其產(chǎn)生的引力才會(huì)是非常巨大的。

所以，物體的質(zhì)量直接決定著物體的引力。地球是個(gè)赤道略凸、兩極略扁的橢圓，各處質(zhì)量并不是均勻分布的，引力也往往并不相同?？茖W(xué)家們推測(cè)，哈德遜灣區(qū)域引力更小，可能是因?yàn)檫@片區(qū)域的地少了一些。

冰蓋把地塊擠走了

然而，為什么哈德遜灣區(qū)域的地會(huì)少了一些呢？現(xiàn)在科學(xué)家們普遍用冰蓋理論來(lái)解釋這一現(xiàn)象。

今天的加拿大和美國(guó)北部大部分地區(qū)，曾被巨大的勞倫冰蓋覆蓋。勞倫冰蓋為第四紀(jì)大冰蓋，冰蓋面積達(dá)1380萬(wàn)平方千米，覆蓋的區(qū)域最南端能到達(dá)北緯36度。其厚達(dá)3.2千米，最厚處在哈德遜灣一帶，厚達(dá)3.7千米。它也很重，沉甸甸地壓在地殼上。但隨后，由于氣候變暖，大約在1萬(wàn)年前，勞倫冰蓋融化了。科學(xué)家們認(rèn)為正是這塊冰蓋的融化，導(dǎo)致哈德遜灣地區(qū)引力變小了。

沒(méi)有地球引力，一切都變得失重了。瞬間，所有的東西都會(huì)脫離原地

然而，為什么冰川融化，會(huì)導(dǎo)致引力變小呢？為了方便理解，我們不妨打個(gè)比喻。想象一下，你的面前有一塊蛋糕，當(dāng)你將手指輕輕放置于上面，會(huì)發(fā)生什么？你手指壓的地方會(huì)發(fā)生凹陷，凹陷處的“蛋糕”會(huì)向兩邊挪動(dòng)。當(dāng)你把手指移開(kāi)，蛋糕又會(huì)反彈回正常狀態(tài)。

你的手指就像冰川，那塊蛋糕就像地表。當(dāng)厚重的冰川壓著地表時(shí)，地面會(huì)發(fā)生凹陷，凹陷處的“土地”會(huì)向兩邊擠。但與蛋糕不同的是，地表凹陷處被擠走的“土地”并沒(méi)有重新反彈回來(lái)，因?yàn)樗姆磸椝俣确浅＞徛磕瓴坏?.54厘米。所以，當(dāng)勞倫冰蓋壓融化后，由于其土地已被擠壓到兩邊，哈德遜彎周邊區(qū)域質(zhì)量會(huì)變小，而質(zhì)量小也就意味著引力小。

引力丟失之謎終獲破解

為了證明勞倫蒂斯冰蓋確實(shí)能對(duì)地球引力產(chǎn)生影響，美國(guó)哈佛-史密松天體物理中心的科學(xué)家們進(jìn)行了一項(xiàng)龐大的研究。他們使用了GRACE衛(wèi)星收集到的2002年4月-2006年4月期間的數(shù)據(jù)，進(jìn)行了一番復(fù)雜的計(jì)算。GRACE衛(wèi)星由兩顆衛(wèi)星構(gòu)成，兩顆衛(wèi)星相距220千米，在距離地面500千米的軌道上運(yùn)行。

當(dāng)?shù)谝活w衛(wèi)星飛過(guò)哈德遜灣地區(qū)時(shí)，引力的減少會(huì)使這顆衛(wèi)星稍微偏離地球和它身后的姊妹衛(wèi)星。由于GRACE衛(wèi)星的位置能以微米級(jí)的精確度測(cè)量，所以能探測(cè)到這種距離的微小變化，隨后據(jù)此計(jì)算出引力的變化。

通過(guò)這些數(shù)據(jù)，科學(xué)家們繪制出了上一次冰河世紀(jì)時(shí)期哈德遜灣的地形圖，當(dāng)時(shí)它仍被勞倫冰蓋覆蓋著。這張地形圖顯示哈德遜灣地區(qū)在1萬(wàn)年前，其東部和西部?jī)蓚€(gè)區(qū)域冰層更厚，凸起的程度更高。而計(jì)算結(jié)果也表明，今天這兩片區(qū)域的引力也確實(shí)比哈德遜灣其他地區(qū)更小。這就說(shuō)明研究者的推測(cè)是正確的。

不過(guò)，這次的研究也表明，冰蓋理論只能解釋哈德遜灣地區(qū)25%-45%的引力異常，另外的影響因素是該地區(qū)的地質(zhì)活動(dòng)。

我們知道，固體地球由地殼、地幔、地核構(gòu)成。在地表以下100-200千米處，為地幔的軟流層。這一層溫度非常高，固態(tài)物質(zhì)部分熔化，具有類似流體的性質(zhì)。滾燙的巖漿做著緩慢的上升或者下降運(yùn)動(dòng)，形成一個(gè)環(huán)形的對(duì)流體。

當(dāng)對(duì)流體上升時(shí)，會(huì)造成陸地板塊的隆起，形成山脊，而下降時(shí)，會(huì)將覆蓋在其上的大陸板塊拖曳下來(lái)，減少該區(qū)域的質(zhì)量。科學(xué)家們認(rèn)為，哈德遜灣地區(qū)正處于軟流層下降地段，這就是該地區(qū)引力異常的另外一個(gè)重要原因。

至此，困惑科學(xué)家40多年的哈德遜灣引力丟失之謎終于破解了?？茖W(xué)家們預(yù)計(jì)哈德遜灣地區(qū)的地表要反彈回最初的位置，還需要花費(fèi)5000年的時(shí)間，屆時(shí)哈德遜灣地區(qū)丟失的引力會(huì)重新被“找回來(lái)”一部分。

地球引力消失5秒會(huì)怎樣

哈德遜灣地區(qū)只是地球丟失的一部分引力，對(duì)整個(gè)人類和地球的影響微乎其微。如果整個(gè)地球的引力都丟失了，會(huì)是怎樣的結(jié)果呢？

在地球上，我們所受到的重力是地球?qū)θf(wàn)物施加引力的結(jié)果。只要有質(zhì)量，就難逃地球引力的作用，都會(huì)被牢牢地束縛在地球上。你可能很羨慕太空中的宇航員，他們可以自由自在地飛來(lái)飛去。也許你會(huì)抱怨地球引力，為什么一直要把自己往下拽。然而，如果你完全理解了沒(méi)有地球引力的后果之后，絕對(duì)會(huì)非常感謝地球的。

科學(xué)家們對(duì)地球引力突然消失5秒后發(fā)生的情景進(jìn)行了假設(shè)。

首先，沒(méi)有地球引力，一切都變得失重了。瞬間，所有的東西都會(huì)脫離原地。你可能會(huì)想，一旦沒(méi)有重力，你就可以自由自在地遨游于天地之間?？傻却愕囊苍S是失落，而非驚喜。

在沒(méi)有地球引力的情況下，你不會(huì)漫無(wú)目的地漂浮，相反你會(huì)像風(fēng)滾草快速翻滾。地球上的一切東西都可能會(huì)動(dòng)起來(lái)，包括建筑物、樹(shù)木……一切東西都將開(kāi)始在地球上瘋狂地翻滾。這是因?yàn)榇藭r(shí)地球仍然會(huì)像平時(shí)一樣快速旋轉(zhuǎn)，要知道，是地球的引力使一切保持原位。

然而，與其他破壞相比，這還算不上什么大問(wèn)題。沒(méi)有地球引力的束縛作用，地球的大氣也會(huì)消失，氣體分子全都逃逸到太空中。這意味著空氣壓力驟變化，導(dǎo)致地球上所有人的內(nèi)耳立即同時(shí)破裂。另外，大氣消失意味著我們呼吸所需的氧氣也沒(méi)有了。

因此，沒(méi)有地球引力，也就沒(méi)有地球生命。在5秒之后，地球引力重新出現(xiàn)，但早已物是人非，這相當(dāng)于地球的一次重啟！

還有科學(xué)家認(rèn)為，如果地球永遠(yuǎn)失去引力，大氣層會(huì)消失，除了上述恐怖的景象，對(duì)外太空的影響也可能是毀滅性的。屆時(shí)，地球上的物體包括所有液體、固體、氣體都將飄向太陽(yáng)系真空中。宇宙真空環(huán)境會(huì)將地球撕裂，到時(shí)候地球上所有物體包括被撕裂的地球本身會(huì)在太陽(yáng)系的引力場(chǎng)中尋找平衡。

而作為地球衛(wèi)星的月球也將逃逸，因地球失去引力，月球逃逸的方向也不確定。最有可能被內(nèi)太陽(yáng)系的行星捕獲，作為金星或火星的衛(wèi)星而存在。月球逃逸方向?yàn)樘?yáng)時(shí)，由于行星圍繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)，也有可能錯(cuò)過(guò)金星和水星在接近太陽(yáng)時(shí)被氣化。月球逃逸方向?yàn)樾行擒壍狼芯€或垂直相離方向時(shí)，也有被其他行星捕獲的可能。

另外地球消失了，太陽(yáng)系引力場(chǎng)的平衡也將被打破，至少內(nèi)行星系的水星、金星和火星的公轉(zhuǎn)軌道會(huì)受到影響而重新尋找平衡。

（《大科技·科學(xué)之謎》2017年09期、新華網(wǎng)2016.9.28等）