太空是真空,为什么不会把地球的空气抽走?
首先真空本身并没有什么吸力 真空之所以表现得有“吸力”,恰恰是因为在地球环境中存在的大量的空气所导致的。这种现象一度被命名为“自然厌恶真空”,因为当时的人压根不明白什么是大气压,因为人体内外气压平衡因此是无法轻易感知到大气压的存在的。但如果你把一个物体内部的空气尽可能排除,那它现在就会受到气压的影响。
历史上第一个重要的关于真空和大气压存在的演示实验是在1654年由德国物理学家奥托·冯·居里克做的一项物理学实验,该实验被称为马德堡半球实验,而实验使用的两个半球如今依然保存在慕尼黑的德意志博物馆中。
马德保半球实验纪念雕塑
行星大气的逃逸 宇宙空间中的物质稀少,一是因为宇宙广大,二则是物质聚集在一起形成了恒星和行星等等,呈现出非均匀分布的状态。而它们之所以会聚集在一起,是因为万有引力的作用,如果它们要逃逸,首先就要对抗万有引力,而真空本身对物质并没有任何真正的作用力存在。
由于气体分子的运动速度通常都比较快,所以一颗行星是否能保留住它的大气层,主要取决于行星的质量,比如月亮就因为太小了,月亮上曾经存在过的气体分子都逃逸到太空中去了。而火星虽然质量比较高,但一方面它缺乏磁场难以抵挡太阳风的侵袭,另一方面质量还不够高,因此火星只保留了很少的大气,大多数气体最终还是散失到太空中去了。
在太空环境中,火星大气的气体逃逸情况。(图/NASA)
大气层最外层是有一部分气体逸散到外太空的。按照常理如果我们打开一个真空罐,气体会被吸入罐子内。其实用吸一词并不能体现原理,气体实际上是被外界大气压压进去的。
太空虽然处在真空状态,但并不会把大气全部吸走为什么呢?主要有两方面原因:
1、前面我们所说的大气压强,是指地球表面的大气压强。实际上越远离地表,大气压力越小。这一规律同样适用于液体,在大海或水池中,也是深度越深压强越大。
2、地球引力的束缚。空气也也有质量,自然会受到地球引力的束缚。气体压力(气体间的相互作用力)相对于重力作用还是比较小的,并且地球上大气/液体压强越之所以会随着深度增大而增大也是因为受重力影响。
所以总的来说气体实际上是被压在地球表面的,而不是呈逃散趋势的(当然如果一个星球质量比较小,其引力小的话,那结果就不一定是这样了)。