卓然
重力假如突然在我們腳下消失,會發(fā)生什么?我們會飛離地球嗎?在失重環(huán)境下,人的感覺又如何?
一提起重力,你想到的可能是蘋果砸到牛頓的頭,其實這兩者之間還是有區(qū)別的。重力只是萬有引力的一個分力,另一個形成重力的分力是地球表面物體隨地球自轉(zhuǎn)時需要的向心力。大到宇宙星系,小到分子細胞,重力無處不在,而且在某種意義上決定著宏觀和微觀世界萬物的生死存亡。重力一旦消失,不僅是地球的末日,連整個宇宙都完蛋了。
盡管從理論上講,發(fā)生這種滅頂之災(zāi)的概率可以忽略不計,但科學家還是希望追根溯源地找到問題的答案。畢竟科學探索是沒有止境和疆界的。
世界著名物理學家杰伊·帕吉研究認為,地球重力一旦突然消失,首先遭殃的是在戶外活動的人們。在高速自轉(zhuǎn)的地球上,地面上所有未固定的物體都會瞬間離開地球表面,并直接飛入太空。而重力消失的那一刻,待在室內(nèi)的人可能會相對安全些,雖然安全的時間有點短暫。待在室內(nèi)的人不會像大街上的人那樣眨眼之間消失得無影無蹤,但他們很快便會被發(fā)生在眼前的浩劫驚呆。
地球上的大氣,海洋、河流和湖泊里的水等一切活動的東西都將飛速流向浩瀚太空。就像物理學家所說的,如果沒有重力,任何有意義的事物都將不復存在。
失去重力的地球,很可能分崩離析,就像大小不等的建筑垃圾一樣,飄入太空,甚至連太陽這樣的龐然大物也會遭殃。因日地之間的引力一旦消失,太陽內(nèi)核的高壓將導致其發(fā)生劇烈爆炸。當然,土星與火星也不例外。星球和星系相繼湮滅后,宇宙中再也沒有任何團塊,可能只剩下混沌的原子湯和分子湯混合物,毫無意義地到處流動。
杰伊·帕吉表示,重力消失還會對人體產(chǎn)生一系列的影響,雖然有些現(xiàn)象的產(chǎn)生原因尚未完全搞清楚。比如,人體紅細胞數(shù)量會下降,從而會產(chǎn)生“太空貧血癥”;傷口的愈合時間會更長;免疫系統(tǒng)失靈等。即便只是在微重力狀態(tài)下的國際空間站短時間停留,也會對人的睡眠產(chǎn)生明顯影響。當然,最大的問題還是肌肉可能萎縮和骨質(zhì)中鈣的流失。
讓我們來一起聽聽在國際空間站工作近一年后,返回地面的美國航天員斯科特·凱利是怎么說的吧:
國際空間站在地球上方約400千米處,以每小時2.7萬千米的速度持續(xù)環(huán)繞地球旋轉(zhuǎn),平均每90分鐘就繞地球轉(zhuǎn)一圈。也就是說在340天的旅程中,我們總共環(huán)繞地球5440圈,理論上可以看到1萬多次日出日落,每天就能欣賞16次日出日落的美妙情景。當然,目睹地球的海洋山川就蜿蜒呈現(xiàn)在腳下,世界文明古跡盡收眼底,那種接近虛幻的感覺,實在是用語言難以表達的。
在太空長期失重的狀態(tài)下,人體會出現(xiàn)骨骼退化和肌肉萎縮等問題,美國航空航天局要求我們無論工作多忙,每天都必須堅持鍛煉身體。我的成績不錯,340天總共跑了700小時,約1050千米。
除了要克服失重帶來的麻煩外,我們在空間站還必須循環(huán)利用一切可以重復利用的東西。因為從地球運載物資上太空的成本大約是每磅(約0.9千克)1萬美元,我們每喝一次水或吃一頓飯的成本,僅運輸費用一項就是上萬美元啊,實在是太貴了,所以連汗水和尿液都要循環(huán)過濾使用。在340天的時間里,我一個人就喝下了約800升循環(huán)純凈水。有人聽我說用尿液循環(huán)過濾后產(chǎn)生的水泡咖啡“味道不錯”時,臉上寫滿驚訝,好像是我言不由衷似的。
總是有孩子來信問我:“你們回到地球后,為什么一定要坐在椅子上被人抬走呢?”
這是因為,航天員在太空生活會出現(xiàn)骨質(zhì)疏松、肌肉萎縮、立位耐力下降等問題。人進入太空后,由于重力消失,原來積蓄在身體下肢的體液會流到頭部和胸部,導致頭部的動脈壓與心臟一樣高,因此會出現(xiàn)像人在地面上倒立時的感覺。同時負責調(diào)節(jié)血壓的壓力感受器也會因長期失重,而出現(xiàn)功能下降的現(xiàn)象,使得航天員站立時腦部的血壓下降,血液供應(yīng)不足,容易暈厥,特別是當航天員剛剛返回地面時,不適感尤其明顯,因此需要被人抬著走。
(編輯 孫世奇)