近日,國(guó)內(nèi)外社交媒體平臺(tái)被“立掃帚”的圖片和視頻刷爆。有傳言稱(chēng),美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)說(shuō),2月10日地球引力最小,是一年中唯一能讓掃帚立起來(lái)的日子。事實(shí)真的如此嗎?
為回應(yīng)“立掃帚”傳言,美國(guó)國(guó)家航空航天局2月11日在社交媒體推特上發(fā)布一條短視頻。視頻中,行星地質(zhì)學(xué)家薩拉·諾布爾說(shuō):“你昨天‘立掃帚了嗎?事實(shí)證明,今天也可以立起來(lái)。”剛立好一把掃帚的美國(guó)宇航員阿爾文·德魯回應(yīng)說(shuō):“這只是物理學(xué)現(xiàn)象。”
該視頻的配文說(shuō):“基礎(chǔ)物理學(xué)在一年中的每一天都適用,不只是在2月10日?!?/p>
在物理學(xué)中,像掃帚這樣的物體一般可以視作剛體,它的靜力平衡要滿(mǎn)足兩個(gè)條件:外力之和為零、外力矩之和為零。
對(duì)于掃帚而言,它與地面的接觸面積足夠大,重量又主要集中在掃帚頭上,重心比較低,因此很容易實(shí)現(xiàn)剛體平衡,把它立起來(lái)并不是什么稀奇的事情。
不過(guò)也有人發(fā)現(xiàn)自己家的掃帚怎么也立不起來(lái),這很可能是因?yàn)閽咧愕闹匦倪€不夠低。試試把掃帚的毛劈開(kāi)一些,讓整個(gè)掃帚的重心更靠近地面一些,立起來(lái)的成功率就會(huì)更高。
美國(guó)卡內(nèi)基-梅隆大學(xué)物理學(xué)教授曼弗雷德·保利尼說(shuō),掃帚能夠立起來(lái)并不是因?yàn)榈厍蛞υ谝荒曛械奶囟ㄈ兆訒?huì)有所不同,而是與掃帚的類(lèi)型有關(guān)。刷毛較重的掃帚重心會(huì)比較低,因此更容易保持平衡。
有媒體報(bào)道,這傳言最初起源于美國(guó)的一個(gè)傳統(tǒng)笑話,即“春天開(kāi)始的時(shí)候地球引力最小,能讓掃把直立”。拋開(kāi)掃帚不提,地球引力存在最小的時(shí)刻嗎?
中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)研究員、中國(guó)科學(xué)院大學(xué)天文學(xué)教授茍利軍給出了否定的答復(fù)。他解釋?zhuān)鶕?jù)萬(wàn)有引力公式可知,引力是由兩個(gè)物體的質(zhì)量以及彼此之間的距離決定的。對(duì)于某一個(gè)特定地點(diǎn)而言,所感受到的地球引力是固定的。“即使我們住在不同的樓層上,樓層高度相較地球半徑要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小得多,所以樓層高度產(chǎn)生的引力差別完全可以忽略?!?/p>
此外,雖然地球在一年當(dāng)中與太陽(yáng)的距離會(huì)發(fā)生變化,但因?yàn)殡x得太遠(yuǎn),太陽(yáng)的引力變化是微乎其微的,也可以忽略不計(jì)。
只能在某一天讓掃帚立起來(lái)的傳言其實(shí)早已有之?!傲咧恪笨赡苁恰傲㈦u蛋”故事的變體。有說(shuō)法稱(chēng),雞蛋只有在春分和秋分時(shí)才能立起,而事實(shí)是,對(duì)于某一個(gè)特定地點(diǎn)而言,地球引力在很長(zhǎng)的時(shí)間尺度里都可以視作不變。雞蛋和掃帚一樣,立起來(lái)并不挑日子。(本刊綜合)