所谓引力异常宫女太监的灵异事件,应该说的是重力异常。

宫女太监的灵异事件:地球上有哪些诡异的引力异常事件或地点?

图示宫女太监的灵异事件:思考一下,什么是上,什么是下?

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地球的引力将我们束缚在地面上宫女太监的灵异事件,同时也给我们的大脑提供了关于上和下的方向感。所谓下指的就是通往地心的那个方向,所谓上则是与其相反的方向,引力是一个向内压的力。也是为什么苹果会落到牛顿头上而不是往天上飞的原因,因为他在树下坐着呢,阻挡在了苹果落向地心的道路。所以,苹果不砸他砸谁呢?

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图示宫女太监的灵异事件:苹果和月球

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苹果落下与月球围绕地球旋转在本质上是一样的,想明白这个问题的牛顿,写出了他最著名的公式,牛顿万有引力定律公式,这个公式近乎完美的解释了太阳系中行星们的运转。而这个公式中又一个重要的常数:G,它被称为引力常数。

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图示:牛顿万有引力定律,万有引力常数G不能随便发生变化,否则宇宙可就乱套了。

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但牛顿虽然写出了著名的万有引力定律,但他却遇到了一个大难题,那就是如何测量出万有引力常数G的值呢?他找不到办法,这时候是另一个著名物理学家卡文迪许想出了一个巧妙的办法,测出了物理学界使用的首个引力常数值,虽然远没有今天的测量精确,但也凑合着可以用了,否则牛顿著名的万有引力公式,就将成为屠龙术,空有宝刀却没有刀柄没法儿用。

图示:卡文迪许扭秤实验,历史上最优雅物理实验之一

卡文迪许巧妙地利用了这句格言“失之毫厘,谬以千里”,虽然他未必知道这句格言,他用光行程将极其微小的变化加以放大,放大到可以测量的程度,在历史上首次测量出了万有引力常数值。2018年,中国科学家将万有引力常数的精度又向前推进了一步,得到了迄今为止最精确的常数值,为了测得更精确的万有引力常数值,华中科技大学物理学院罗俊院士团队,前前后后花费了三十年时间,排除了种种干扰,才得到这个重大成果。

图示:三十载时光不断更新万有引力常数的测量精度,这是罗俊院士的人生。万有引力常数是人类第一个测量的涉及我们宇宙运转规律的常数,但却是精度测定最差的一个常数,因为它太小了,而且干扰实验的因素太多。

当我们把牛顿的万有引力公式应用到研究地球上的自由落体时,会得到另一个常数——重力加速度常数,这个常数和具体的位置有关,因此所谓的引力异常,指的都是重力加速度常数的异常。

那么重力加速度常数是啥?

重力加速度,用符号g来表示。它指的是在地球上,当忽视空气阻力的情况下,自由落体的加速度值。它的数值取决于万有引力常数、地球的质量以及物体离地心的距离。

图示:重力加速度值的计算公式。

这个值经过大量实地测试,物理学家发现它介于9.78~9.83m/s²之间,基本规律是,随着纬度的增加,重力加速度增加,随着海拔的增加,重力加速度减小。原因在于地球自转导致赤道隆起,因此赤道上的物体距离地心就更远,因此g值自然变小,而海拔越高离地心也越远,所以要想减轻体重就去爬山吧,在山顶上称您的体重就自然减轻了呢。:)

图示:地球是个椭球体,以赤道为参照,那么两极下陷,以两极为参照,那赤道就是隆起。

重力加速度值的含义是在自由落体时,且忽略空气阻力的情况下,自由落体物体的速度增加量,比如从速度零开始,第一秒时物体的速度将会达到9.78~9.83m/s,第二秒时达到2*(9.78~9.83m/s),以此类推。重力加速度值在赤道区趋于最小值,而在南北两极则趋于最大值,物理学家甚至写了一个公式,综合考虑纬度和海拔高度的g值估算公式,首先将赤道海平面上的重力加速度设为g0,g0约等于9.78046m/s²。

图示:地球表面不同地区,重力加速度的估算公式。地理纬度ψ,海拔高度为h

图示:由于存在空气阻力,且速度越快阻力越大,所以跳伞这种极限运动,在未打开伞时,速度也不会持续增加,通过增加或减少与空气的接触面,跳伞运动员可以一定程度上自己的下落速度。

那么地球上是否存在重力异常点呢?只有当我们知道如何估算正常重力加速度值时,我们才知道什么是异常!

所以不得不先铺垫那么多。

2009年3月17号,欧洲航空航天局ESA租用俄罗斯的火箭,从俄罗斯的普列谢茨克发射场,发射了一颗卫星,这颗卫星的任务就是专门探测地球的重力场和海洋环流,命名为GOCE。在绕地球轨道运行4年零8个月后,任务于2013年11月11日结束,远远超过其20个月的设计寿命。

图示:从太空测试地球各处重力的卫星GOCE。它能在精度10^-5m/s²范围内测量出地球表面重力异常区。

那么GOCE卫星发现了些什么奥秘呢?的确有许多发现,但最有趣的一个可能是:

发现了南极的秘密,在南极厚厚的冰层下面,存在三个克拉通。克拉通是地球上最古老的岩石圈,形成于大约40亿年前,克拉通底部是地球形成钻石的活跃区,俄罗斯拥有世界上最多含量最丰富的钻石矿,就因为它那块地方下面就有克拉通结构。南极有三个克拉通意味着南极很可能也是一个盛产钻石的大陆,只不过现在它被冰雪覆盖,我们没法开采。

图示:南极大陆各区的重力加速度常数,表明南极大陆拥有三个古老的克拉通。

图示:克拉通就像一根地柱,深入到地下200公里左右,在这里的高温高压就是形成天然钻石的地方。然后通过地质运动,这些钻石从深处慢慢上升到接近地表的地方,比如通过火山喷发等事件。

图示:世界最大钻石矿Jubilee钻石矿,位于俄罗斯萨哈,这个巨大的矿坑如今已经挖到320米深,预计会挖到720米深,据估计该钻石矿共含有1.53亿克拉有价值的钻石。

好累.........