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在月球上同时释放铁球和羽毛,真的会同时落地?恐怕不见得

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  在月球上同时释放铁球和羽毛,它们会同时落地吗?

  这个问题不管在理论上还是实践上,似乎都已经没有任何疑义了。亚里士多德两千多年前因为说铁球先落地,后来被伽利略在比萨斜塔上打脸而声名受损,要不是其它方面的巨大贡献,要是放在现实这种刻薄的环境里,亚里士多德先生恐怕早就被嘲讽得精神抑郁,英勇跳楼了。

  虽然伽利略究竟有没有在比萨斜塔上做过实验其实也很令人怀疑,然而在月球上,阿波罗15号的宇航员确实做过了这样的实验。指令长大卫·斯科特拿着一把锤子和一片羽毛,同时放手,在没有空气的月球上,锤子和羽毛确实是同时落地,完美地诠释了加速度确实与物体的质量无关。

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  然而,正如牛顿力学只能在经典环境中起作用,而在超高速和极端重力环境中就要用爱因斯坦的相对论,比如计算卫星轨道可以用牛顿力学,GPS卫星定位则必须考虑时钟的相对论效应。在最严格的理论上,在最细微的层面上,铁球和羽毛是不是真的会同时落地呢?

  答案可能是否定的。

  一位名叫卡尔·巴尔盖勒的美国科学爱好者认为,铁球的主要成分是铁,羽毛的主要成分是角蛋白,在月球接近真空的环境中,羽毛会比铁球释放更多的气体分子,这些气体分子会在它们周围形成一片极为稀薄的“云”,这片云会对铁球和羽毛产生阻力。由于铁球的“云”比羽毛球的稀薄,受到的阻力会小一些,因而铁球会先落地。其实月球表面虽然说是真空,每立方厘米在白天还是有差不多颗氩、氦等气体原子的,也会对下落的物体产生阻力。

  脑洞大开不是?事实上巴尔盖勒认为,这种力量类似于太空中光帆获得的光压,虽然很微弱,但效果也可能很明显,刚刚在太空中展开的光帆2号,就已经在两周的时间里让轨道提升了3200米;而且铁球和羽毛受到的阻力差应该比卡西米尔效应大得多,如果我们真的用昂贵的精细仪器来测量,肯定能测量到铁球比羽毛先落地。

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  更挑衅的是,这位同学还认为,即使是在理论上,铁球也应该比羽毛更快落地。因为不管是铁球还是羽毛,它们在加速落向月球的同时,月球也同时在加速向它们坠落。而铁球和羽毛也有引力,显然铁球引力产生的重力加速度要大于羽毛的,所以月球在坠向铁球的时候,应该比坠向羽毛更快,从而导致月球先“落到”铁球上。

  当然这些都是纯理论上的,现实中你根本不可能发现有任何差异。比如你开着车以120公里的时速前进,你的时间也膨胀变慢了,你能发觉差异吗?在国际空间站总共呆了803天的宇航员谢尔盖·克里卡廖夫,相对论下的时间膨胀效应约为0.02秒,这意味着他比一直呆在地球上年轻了0.02秒,但谁又看得出来呢?然而理论上这些现象都是必然存在的,所以在排除那些可控干扰后,即使在理论上,两个不同质量的物体也可能不会同时落地。

  不得不说,这脑洞真是大得惊人,你认同这样的观点吗?

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