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如果人类居住在直径上百亿公里的星球上,是不是永远不知道自己住

2020-10-02 11:02阅读(63)

如果人类居住在直径上百亿公里的星球上,是不是永远不知道自己住在球状天体上?如古代天圆地方之说,太阳围绕大地转等,不要和我说什么没有这样行星,人要多大,

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原创,地球的大小跟知不知道地球是不是圆的扯不上关系,为什么呢,因为地球再大或再小在人眼里它都是平的,如果地球直经上百亿公里,南方到北方的距离,按汽车的速度估计要走500年才能到达,按飞机的速度,估计也得飞200年。

要想知道地球是不是圆的,很简单,只要你在地球上能看到天上有星星,就知道地球是不是圆的了,为什么呢,因为星星在天上显示就是圆弧形的,再加上太阳从东方升起而从西方落下,都可以看出天是带弧形的,即然知道了天是圆的,那地球决不会是方的,这也是古代人早就发现的,而且还有一首诗证明,是张衡写的浑天学说,他在诗里意思是说,“天体圆如弹丸,地如鸡子中黄”,就是说天体指的是宇宙,像弹丸,地是说地球像鸡蛋中的蛋黄一样,也是圆的。

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首先,是不可能存在天然形成的直径上百亿千米的具有固态表面的星球的。

估计提问者可能是玄幻小说看多的,因为很多玄幻小说里就会经常出现某个大陆,范围几百亿里甚至更大的世界。其实,这不过是小说中可以出现的情况,真实的世界是不可能出现这么大的世界的,因为不符合物理规律。

物理规律是宇宙中的基本规则,至少在我们已观测到的几百亿光年的范围内是普遍存在的规律,因为宇宙本身的形成和演化都是依靠一些基本物理规律的,没有哪里可以超出这种规律。

所以,经常有人认为,什么我们不过是从自身的角度看宇宙,为什么不能有超出我们认知的生命和世界呢。其实,我们观测宇宙和判断一些现象,都是用最基本的规则来衡量的,并不是用只有人类自身的一些标准衡量。最基本的物理规律是宇宙中普遍适用的规则,这个和人类的主观没有关系的。

再回到这个问题上,宇宙中的物理规律决定了星球的大小。例如地球这样的行星,先不说引力大小的变化,就说行星的上限,如果像木星那样大的话,基本就已经很难有固态的表面了。而木星的直径也不过是14万千米,如果木星再大上10倍质量,那么就不再是行星,而会成为恒星了。因为质量的增加,会导致内部产生聚变反应,这样就会成为太阳那样的恒星。

但是恒星的大小也是有上限的,目前已知最大的恒星,直径不到太阳的1800倍,也就大约是25亿千米直径,这距离题目中的上百亿千米还是有很大距离的。而且,这种恒星虽然直径几十亿千米,但实际上外层都是相当稀薄的等离子气体了。

因此,这种大小的天体是不可能自然存在的,除非是某种高级智慧生物,建造出来的物体。但是,这种尺度的建造物,是出于什么目的我们就不管了。

但至于说生活在上面的生物能否意识到,那就不好说了。如果是建造者本身,当然知道了。如果是被观察的其他生物,那就要看其科技水平了,如果像人类已经进入航天时代,当然可以知道了。

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如果人类居住在直径上百亿公里直径的星球上人类会永远站不起来,甚至抬不起头看不见天,因为星球的引力与星球的质量和大小有直接关系关系的,我们在地球上背起100斤的重量都所费劲,何况在一个比地球大上近百亿倍的星球上,宇宙中也不可能有这样的星球。

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如果人类居住在直径上百亿公里的星球上,是不是永远不知道自己住在球状天体?

地球是人类赖以生存的美丽家园,从古自今,关于我们这个家园的认知,是随着科学技术水平的不断提升而逐渐深化的。从古代的天圆地方、视地球为宇宙中心的认知,演变为太阳是宇宙的中心、地球是围绕其运行的球体,再到现在的包括太阳系和整个银河系,都在围绕着巨大的引力源作周期性运动,这种认识上的变化,一方面取决于人类对未知事物的孜孜不倦的追求,另一方面也得益于科学技术水平的飞跃。那么问题来了,假如我们居住在一个直径百亿公里的星球上,我们还能否知道自己处在一个球状天体之上呢?

人类探知地球是球体的方法

自古以来,无数的仁人志士对于未知现象不断追求的精神,一直推动着人类科学技术的进步和飞跃式发展,从以前想都不敢想的程度,仅用了一二百年的时候,就形成了可以“上天入地”的科学探测技术体系,虽然与整个宇宙的博大、以及地球本身的神秘相比,我们的科学技术对于全面认知的差距还非常远,但是以人类的聪明才智和智慧的发展,越来越多的关于宇宙运行和发展的规律、包括我们地球自身更多的奥秘,都将逐渐揭开其神秘的面纱。

而关于地球是否是球体的争论,从很久以前就已经开始。在古代社会,由于人类认知水平的限制,人们往往习惯于天圆地方的传统观念,习惯于日月星辰围绕着地球东升西落的固有思维模式,在很长的时间内都没有地球是球体的概念,而是传统性地认为地球是一个平面承载。后来随着人类航海技术的进步,以及数学领域和观测技术的提升,逐渐对传统观念展开了挑战,也慢慢地改变了人们对地球形状的认知。从历史资料中可以进行一下总结,人类对地球是球体的观测论证,主要包括以下几种方式:

  • 观测船只法。这也是最初使得人们对地球形状发生质疑的一种现象,当处在海洋之中、距离我们很远的船只靠近时,我们会率先看到船只的桅杆,然后再逐步显现船只的主体,船只的出现顺序是从上至下顺序出现。而当船只远离时,这种在人眼可视程度之内消失顺序,与船只靠近的时候正好相反。这使得人们开始萌发了地球不会是一个简单的平面,而是球面形态的观念。

  • 天体投影法。公元前500年左右,古希腊数学家毕达哥拉斯,首先提出了大地是球形的设想,认为在所有的立体图形中,球形是最完美的,地球也不应该例外。公元前400年左右,古希腊科学家和哲学家亚里士多德,对大地是球面进行了首次论证,论证的方法是通过观察天象,根据月食时地球在月球上的投影,即月球上被遮住的影子为圆形或者边缘带有明显的弧线,推测出地球为球体。

  • 环海测量法。15和16世纪时,葡萄牙航海家麦哲伦率领船队,成功环绕地球航行一圈,为地球是球形提供了有力的证据。

  • 万有引力法。17世纪末期,英国物理学家牛顿发现了万有引力理论,并且在世界许多地方进行了地球重力常数的测定,结果发现各地的差异非常小,如果地球的形状不规则,则不会出现这种情况。而且根据测量和计算的结果,认为地球应该是一个赤道半径比两极半径稍大一些的扁球体。

  • 地球卫星观测法。随着人类科学水平的飞跃发展,上世纪50年代向外太空发射了第一颗人造地球卫星,不但传回了地球在宇宙中的形态图像,而且通过测量还精确地计算出了地球的半径,其中赤道半径为6378140米、两极半径为6356755米,地球的扁率为 1/298。

如果人类居住在直径上百亿公里的星球上

现在先不谈地球能不能变为直径上百亿公里,而是假定地球的直径就有这么大,那么人类能否知道地球是球体,我们可以应用以上历史上的方法,逐一进行一下判定。

首先,看一下船只观测。船只之所以在移动的过程中,能够引起人眼可视范围内的变化,得益于地球表面的弧度。按照目前地球的半径6378公里来计算,人的高度为1.7米,根据勾股定理,人类用肉眼能只能看到4.6公里远的地方,也就是说船只在4.6公里这个临界点的变化,假如天气状况良好,4.6公里处的情况在我们的视觉中可以很明显的体现出来。而如果地球直径增加到百亿公里级别,相当于增加了100万倍,这个临界点与人体的距离,可以通过((R+1.7)^2-R^2)^(1/2)计算得出,其值也会相应增加到约几百万公里之处,远远地超出了人类的可视范围。因此,这种观测方法无法判断。

第二,看一下天体投影。假如地球直径增加百万倍,那么地球对卫星的万有引力也会相应明显增加,卫星必须要增大与地球之间的距离,否则就会被地球的引力吸引坠落。在这种情况下,即使发生月食,那么由于地月之间的距离被放大许多许多倍,应用肉眼肯定是无法观测得到了,只能借助于专门的天文望远镜才能够看清楚月食的变化情况,只不过,在月球上的投影,由于太阳光线所经历的路线非常长,月球上的投影对比度势必会变弱很多,观察起来难度极大。这就像我们观察距离地球很远的其它星系中的行星一样,其表面的亮度变化并不明显。因此,这种观测方法的可靠性也不好判定。

第三,环海测量。以目前我们地球上船只的航行速度,如果要围绕一个直径大地球100万倍航行一圈,所需要的时间,自然也要比现在长100万倍,这个空间跨度和时间长度,没有哪一个科学家或者航海家能够完成,自然这种方法也发现不了地球是球体。

第四,万有引力测算。地球的直径如果增加100万倍,如果密度还是现在这样的情况,其质量就会增加10^18倍,那么根据万有引力公式可以计算出地球表面的重力加速度,g=GMm/r^2,那么重力加速度也会相应增加100万倍。其实在这个状态下,任何生物都不会生存下去的。而如果能够生存,那么处在不同区域的人们,可以根据测算的重力加速度值,计算出此处距离地心的距离,从而可以验证地球整体是一个球体的结论

第五,最后看一下卫星观测。在地球质量增加的同时,其第一宇宙速度也会相应发生改变,可以通过GMm/r^2=mv^2/r,测算出卫星发射所必须具备的第一宇宙速度,也要在现有7.9km/s的基础上增加到790万公里每秒,这个速度都远远大于了光速,因此不可能发射成功卫星,也就无从进行观测了。

地球变不了那么大

地球乃至太阳系的形成,得益于太阳系形成初期,众多星云物质的不断聚集而成。其中太阳系的核心由于处于绝对优势地位,所以吸引的星云物质越来越多,内核温度也越来越高,从而激发了内部的核聚变反应,形成恒星。而在距离太阳由近至远的轨道内,分别聚集形成由较重物质和较轻物质构成的固态行星和气态行星。

而关于行星的形成过程,其初期和太阳并无二致,都是万有引力作用的结果。而行星能够聚集物质的多少,一方面取决于星际空间中能够被引力捕获的物质多少,另一方面取决于自身的质量限制。其中,能够捕获的物质多少很好理解,因为大部分的星际物质都被太阳的引力所捕获,因此行星所能增大自身重量的外来物质并不多。

至于自身质量的限制,则是决定一个行星上限的根本原因。太阳之所以能够形成恒星,关键在于吸引物质越来越多,自身的引力向内不断地压缩着内核,使得内核的温度和压力都非常大,从而激发了氢元素的聚变临界,而质量越大的恒星,其内核核聚变的程度就会越大,能够形成结合能更高的重物质。而行星能够维持球体的状态,也是由于内核所释放的辐射能,与自身外层向内的重力相平衡的结果。如果质量持续增大,向内的重力就会越来越大,从而会打破这种平衡状态,于是发生塌缩从而演变为其它的星体。

据科学家们测算,假如地球的质量比现在增加500倍左右,其在形成过程中就不会成为固态行星,而是会被太阳风吹到木星的位置形成气态行星。而质量增加到现在的2.6万倍就会在剧烈塌缩产生的温度和压力下,激发内核的核聚变反应,演化为初级恒星。如果质量增加到40万倍时,其恒星会继续塌缩形成中子星。当质量增加到目前的100万倍左右时,就会塌缩形成黑洞。因此,假如地球像问题所说的那样,直径增加上百亿公里,理论是不可能的,因为早就被巨大的重力塌缩成黑洞了。

总结一下

地球的直径增加到上百亿公里,出发点是好的,这无形中会给人类增加多少的自然资源和能量呀。但是现实很残酷,在这个级别,地球就会因巨大的重力无限地塌缩,其归宿只能是黑洞,而且还是个巨型的黑洞,这个情况下一切信息归零,地球也就失去了自然状态下的所有形态,当然更不会有任何形状的概念了。

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首先感谢邀请。我们的宇宙诞生于138亿年前的大爆炸,如果没有那场大爆炸,今天世界将不复存在,你我也不会出现。我们居住在地球上,地球围着太阳转,我们的地球它的直径约为是12800km。地球由71%的海洋和29%的陆地所组成。因此地球是一个被海洋包裹星球。宇宙中有没有一些超大体积的行星,它的体积达到了几亿公里。如果可以的话,那么我们人类居住在上是不是就不会为了土地而发愁?

我送你一句话。理想很丰满,现实很骨感。现实是残酷的,我也希望我们有一天能找到这样一颗巨大的星球,如果这个星球还拥有海洋和地球的生态环境,那么,这颗星球将会供人类永久性的居住繁衍生息。不过呢?宇宙的规则是不允许这样的行星存在的,你要想居住在太阳上的话,那就当我没说!

我们知道,当一个物体的体积越大,它的质量就会越来越强大。比如太阳,它的质量达到了一颗太阳的质量,这个质量占了地球的33万倍。但是太阳通过释放能量的方式来抵抗引力的压缩。而行星不同。

行星不会产生能量,因此它无法抵抗引力的压缩。当一颗行星的体积达到上亿公里的话,它就会受到极强的引力压缩,而它的内核会被压爆,如果这颗行星的质量非常的大,超越了太阳十几倍,它就会坍缩为黑洞!

同理呢,宇宙中是绝对不允许这样庞大的行星存在的。质量,重量和引力都是存在着相互关联,当一颗物体的体积越大,它的质量就会变得越大。紧接着它承受的引力就会越强,引力会将这颗天体进行压缩。如果宇宙中突然出现这样一颗天体的话,不到10分钟的时间,它就会压成碎片,然后消失掉!所以呀,我们人类还是老老实实的居住在地球上,或许未来我们能找到一些类地行星居住,但是我们永远也找不到这样体积和质量超大的行星。

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人类科学的发展伴随着我们对地球形状以及地球在宇宙中位置的了解,但是在科学的认知方法出现之前,我们人类总是会通过直觉去判断一件事物,于是我们就认为地球是平的,因为我们不管在哪里看,不管站在多高的位置上都能看到遥远的地平线,不仅如此,我们看到的地面也是一个平面,所以古人认为天圆地方,天空就是扣在地面上的一口大锅。

不仅如此,我们还看到了日月星辰在天空的帷幕上规律的运动,而我们站在地球表面是静止不动的,所以古人认为地球是太阳系、甚至宇宙的中心,这个说法也正适应了当时的神创说,人类是上帝的儿子,一些都要以我们为中心。现在我们知道,地球并非是一个平面而是一个球体,它也并非是宇宙的中心,而是在围绕太阳运行,地球只不过是一颗普普通通的岩石星球。能有这样的认知,完全得益于人类科学的发展,那么如题所说,把地球的直径扩大到百亿公里,我们利用现在的认知还能否知道地球是个球形?

首先说下,人类是怎样知道现在的地球是个球?

这个问题一直困扰人类,有些人秉持了自己没看到就不相信的原则,到目前为止已经21世纪了,还有人相信地球是个圆盘。有些人甚至自制火箭不顾生命安危都要上太空瞧一瞧地球到底是什么样子的!可见其对扁平地球的深信程度。

  • 通过引力能否知道地球是个球?

你可能会想,如果地球是扁平状的,那万有引力在各地大致都一样,我们都能感受到1个G左右的加速度这是怎么回事?其实解决这个问题的正是爱因斯坦,等效远离告诉我们引力和加速度是等效的,所以地平论的人会说,在扁平的地球下有一个加速的动力装置,一直在给地球提供加速度,所以我们感受到了引力。因此你用引力是无法驳倒他们的说法的。

  • 那么我们能否利用地球在月球的投影来知道地球是个球呢?

在古时候,人们对天空中最了解,也是观察最多的两个天体就是月球和太阳,对月相的变化也是了如指掌,如果我们在日落时分观察新月时就会看到以下的景象:

我们可以看到月球上发光和不发光的边缘呈现出了圆形,在接下来的几天里我们都在同一时间出去看月亮,就会发现两个现象,并且这两个现象日复一日的在发生变化。

首先,月球每晚都会向东(与日落位置相反)移动一个固定的角度,大约为12度,也就是一个人手掌的宽度。而且月球一开始的小月牙会慢慢变大,直到你看到半月,最后达到满月。以上两个现象就能让人们得出一个结论:月球在围绕地球运动,并且月球相位的变化时因为太阳光照射到月球不同位置造成的。看下图:

我们知道在满月的时候有时会发生一个特殊的天文现象,就是月食,月食发生的时候,地球、太阳和月球会成为一条直线,那么地球的影子就会落在月球上,那么我们能否通过地球在月球上的影子判断地球的形状呢?

看上图的话,如果我们仔细观察地球的影子,就会发现影子边缘呈圆形,这能否说明地球就是个球呢?很遗憾,并不可以,古人只能通过这个方法知道地球是个圆盘或者球形。看下图:

一个球和一个圆盘都会投影出圆形的影子,因此仅通过这个方法就认为地球是个球,在科学上并不严谨。

  • 我们能否通过穿的桅杆确定地球是个球

还有大家常说的在地球上,我们可以通过观察船体桅杆的方法去判断地球是个球,其实这个方法在理论上可以,但是由于地球的曲率十分大,我们站在海边能看到的距离有限,一个船体桅杆不够高的话很难观测到这种现象,在古时候没有观测设备的情况下,仅凭肉眼很难去对地球的形状得出一个科学的认知。

  • 要想知道地球是个球,就要提到2000多年前的埃拉托色尼

我们生活在北半球,如果在一天内观察太阳在天空中的轨迹时就会发现,太阳会从东边开始升起、在南部天空到达每天的最高点、然后从西边下落。但是太阳在全年中的轨迹会发生变化,夏至的时候太阳在天空中的轨迹会达到最高位置,而在冬至的时候太阳在天空中的轨迹会更接近地平线。全年太阳在天空轨迹如下图:

在夏至时分,如果太阳在头顶上直射,那么任何物体都不会产生阴影,如果一个物体和太阳光之间有夹角的话,就会产生投影。

埃拉托色尼在亚历山大港生活期间,他发现任何物体在全年都会在阳光下投下阴影,也就是太阳在天空中最高点的时候也存在投影,并且他根据垂直于地面的木棍所产生的阴影长度,算出了太阳光与木棍的夹角是7.2度。但是这时埃拉托色尼却收到了南部城市西恩纳人们发来的信件,上面说:在正中午时,有些物体没有影子了!

为什么会这样呢?为什么埃拉托色尼生活的地方物体会有影子,而在同一经度上的南部城市西恩纳的物体却没有影子?这只能说明,此时的阳光正在垂直的照射西恩纳,而在亚历山大港却存在7.2度的夹角,如果我们认为太阳光是平行的,那么就只能说明地球是有曲率的,是个球形。而且埃拉托色尼根据两个城市之间的距离更是算出了地球的周长。这就是人类第一次通过科学的手段对地球形状和周长的测算。

那么现在回归今天的问题,地球直径百亿公里我们还能知道知道地球是球形吗?

通过月球投影,我们依然只可以知道地球是个球或者是个圆盘。通过观察地球上任何跟曲率有关的现象,例如:船的桅杆,依然无法准确的判断地球的形状。但是利用埃拉托色尼的方法依然可以知道地球的形状,只不过难度会增大很多。

首先如果地球变大,那么地球围绕的恒星也会相应的变大很多,太阳光照射到地球的时候,依然可以认为是平行光。不过如果在同一经线上的两地之间距离很小的话,我们根本分辨不出来太阳光与地面垂线(木棍)之间夹角的变化,人们可能会错过发现这个现象的机会。只有相距十分遥远,才会观察到两地之间阳光照射角度的变化,在古代由于通讯技术的限制,这样就会为科学的发展带来极大的障碍。

不过,总的来说,根据我们目前掌握的科学知识是可以知道地球的形状的。今天,我们任何一个人都可以利用埃拉托色尼的方法知道地球的形状和算出地球的周长。不过可惜的是,如果地球的直径变为百亿公里,我们人类可能无法亲眼看到地球的形状,也无法去证实自己的科学理论是否正确。

因为如果地球直径变得那么大,以我们人类目前得火箭是无法逃离地球引力的,所以我们根本不可能去太空看地球,也永远不可能知道我们计算的是否正确。

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上百亿公里的岩石星球?别说上百亿,你给我找一个直径上百万公里的岩石星球来?别说岩石星球到不了上百亿公里,就是太阳一类的恒星也没办法达到直径上百亿公里呀!什么样的星体能比太阳系的直径还要大?直径超过15亿公里就会塌缩成黑洞,但是提问者,你能在黑洞表面活蹦乱跳吗?恐怕你离黑洞上百亿公里的距离的时候,就会被黑洞强大的引力撕成碎片吞噬掉吧!


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地球直径1.28万千米,大阳大约14O万千米,你说的上百亿,差不多就是1万5千个太阳这么大,而地球只有太阳的130万分之一,微不足道,由此可见我们是多少的渺小!呵呵,你脑洞真够大的离奇,如真有这么大的天体,我敢肯定只有恒星,也就是说这种规模的天体只属于是蕴藏巨大核聚变的堆体,它俞大其能量就俞大,比方太阳系,其最大行星木星亦就是个十分恐怖的能量聚集体,它不会存在认何生命!而一般行星普遍就是点缀于恒星周围的小不点,包括咱们的地球。宇宙滴确大无际,大于亿万千米直径这种天体按理论是应该存在的,但银河系尚未发现,若有,其巨大的辐射光源和影响力会对太阳系产生影响。

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其实关于地球是圆形的猜想,在两千多年以前就萌发了。古希腊时期,当时的哲学家们有很多先见之明,他们对于几何的理解超出当时世界上任何一个地方。在当时,古希腊众多学者们得出了一个道理,那就是“球体是世界上最完美的几何体”,于是古希腊哲学家毕达哥拉斯猜测地球可能是球形的。

这时候,人们只是猜测而已,并没有事实的证据。后来,亚里士多德发现每到月食的时候,月食的阴影轮廓是圆弧形状的,加之,每当看到远航离开的船只时,总是船身先消失在视野中,然后才是船的桅杆消失,从以上两点原因中,亚里士多德认为地球是圆形的。

这是两千多年以前人类智慧的结晶,自从古希腊时代过去以后,一直到大航海时代,地球是球形的则又取得了一个较为现实的证据。当时欧洲的航海家们勇敢地完成了环绕地球一周的航行,从根本上证实地球是球形的。

因此,即便人类没有发展出航天,久而久之,人类也会根据一些其它的观测以及辅助手段知道地球是球形的这一奥秘。

题目所说,如果人类文明诞生在直径百亿公里的星球上,是不是永远也不会知道自己住的是球状星体呢?

如果问题是这样的话,那么上面说的就已经可以回答了,慢慢的,人类就可以根据望远镜观测手段以及航海手段知道星体是球形的了。

按照我理解的,此题还有延伸的意思。

人类还会发展出航天吗?

众所周知,大质量的天体拥有更大的重力,它会使得表面的物体需要克服更大的阻碍才能抵达太空。超级地球使人类进入太空成为极大的奢望。

人类是依靠化学燃料火箭进入太空的,化学燃料推进并不是效率很高的推进方式,但对于像人类这样的初级文明来说,也是唯一的办法。如果在更大的星球上发射火箭,需要更多的燃料并呈指数增长,打个比方:地球的重力是1,所需的燃料是2,那么在一颗是地球重力10倍的星球上,所需的燃料就上升到2^10,也就是1024,说白了,在这样的超级地球上,人类需要消耗是之前1000倍的燃料才可以将同等重量的物体送上太空。

这样的指数关系让人顿感无力,这样的关系告诉我们,在超级地球上,以化学燃料推进的方式进入太空,只能是幻想。而且题目所设想的星球更是不切实际的大,在真实的可观测宇宙中,像直径上百亿公里的星球是无论如何也不会存在的,也不可能存在。

所以,我们这里只讨论科学性的问题。即便是一颗质量为地球10倍的星球,人类若要在这颗星球表面进行类似阿波罗登月的任务,如果要发射50吨重的载荷,则需要消耗44万吨的燃料,这是无法想象的,从中也可以看出来,化学燃料推进是有极限的,在如今的地球上,化学燃料推进方式刚刚好。

在未来,人类必须研究出一种新型的推进方式,否则人类的命运将是可以预料到的。

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如果人类居住在直径上百亿公里的星球上,是不是永远不知道自己住在球状天体上?

人类发现地球是个球已经很久了,怎么说都有2000多年的历史了吧,但在这个卫星和飞船天天都在天上乱飞的时代,其实还有人觉得地球是平的,不过话说回来,如果地球超级超级大,那么是不是真的就没法发现地球是个球了吗?

人类是咋个发现地球是个球的?

埃拉托色尼第一个测量了地球的直径,所以他的方法是最典型的,他的测量原理是太阳直射和斜射之间的角度差,再测量两地之间的距离,然后乘以这个角度在圆周上的比例,就能直接计算出地球的周长,那么就知道地球是个球体了!当然有可能地球是个圆柱体,但很显然地球不是这样,所以地球只能是一个球体了!

埃拉托色尼测量地球周长的原理

不得不说埃拉托色尼真是个天才,在2000多年前就意识到地球是个球并且用了这种绝佳的测量方法,不过除了这个方法外,其实还有很多种方法可以知道地球是个球的!

月食是地球的本影

月食看到的本影是一个弧形,那么显然地球肯定是一个圆形,但到底是圆球形还是圆盘形就成了一个问题,不过这倒没啥问题,因为月食间隔并不一致,而每次都是圆形本影的话那么可以肯定地球就是一个球形。

可以参考其他天体的形状推测地球形状

月有阴晴圆缺,所以我们能推测出月球是个球体,金星这个小月亮也是个球体,太阳就不用说了,通过观测黑子可以知道太阳在自转,任何情况下都是圆形的物体,那么只能说明它就是个球体,不过这个证据只能间接说明地球也是个球体。

金星盈亏

通过观测地球上的帆船推断出地球是个球体

我们先看到帆船的桅杆,然后再看到船身,所从这个角度来衡量地球是个球体也是很容易理解的,而且理论上通过测量桅杆的高度和帆船与观测者之间的距离,来计算出地球的直径,这完全不是什么问题,只要少量的圆和三角形计算知识即可。

通过测量巨大三角形内角角度判断地球是个球体

这个稍稍有些复杂,但我们知道在黎曼几何里,平行线是可能相交的,在球面上建立的三角形内角会大于实际角度,如果能准确测量测出这个角度,那么也能据此计算出地球的直径。不过这个方法比利用太阳投影的方式来测量,来的复杂一些。

如果地球超级大,还能发现是球吗?

测量地球是一个球体的方法很多,也很容易理解,但这些都建立在一个地球大小适当的基础上,还有一个是地轴是歪的,所以我们很容易通过太阳投影来测量,但如果地球非常大,直径达到了百亿千米,而且地轴还不歪,那么想要知道地球是个球形的话就有点困难了!上面那些方法中还有哪个能看地球是个球体?

旅行者飞出的日球层大约能满足这个要求

首先埃拉托色尼的方法就不好用了,因为一年中的太阳角度不再变化,月食时的投影也看不出了,那个本影估计就是一条直线了,还有帆船桅杆也不能了,因为很远很远的距离上,仍然看起来还是平的,甚至都可能看不到帆船了,都还没出现变化。只有一个方式还可以用:

球体表面的三角形测量

用什么来测量呢?用激光干涉仪建立一个三角形,理论上测量这个三角形就能知道大概是个球体,但有一个问题,当这个球体大到难以想象时就会遭遇一个问题,测量出来的实际角度和理论角度无限接近,此时就该怀疑人生了!

宇宙到底是一个什么形状?

我们已经了解到地球再也不是宇宙的中心,当然太阳系也不是,银河系更不是,它们只是宇宙一个角落里的星系而已,而随着天文学家对宇宙诞生于发展的了解,迫切的想知道宇宙到底是个什么形状,这在爱因斯坦的广义相对论发表以后,终于有了基础。

而经过数代天文学家根据广相引力场公式的计算与努力,还有天文望远镜的观测,终于知道了宇宙可能有几个形状,但到底是什么形状仍然是一头雾水,因此天文学家还是想到了测量球面几何形状的古老方法来判断宇宙到底是个啥形状,结果科学家用这个方法测量出来的宇宙曲率无限等于1,也就是宇宙很有可能就是平坦的!

但这仍然可能有两个结果,一个则是科学家的判断,宇宙真的是平坦的,但另一个结果却是宇宙可能大到难以想象,我们测量的区域可能只是宇宙空间的九万头牛一毛而已,你难以想象我们所能观测到宇宙的渺小,所以我们可能根本就测量不出宇宙到底是个啥形状!

回过头来,假如地的直径高达几百亿公里,大概就是现在日球层的距离,那么它的质量早已达到了奥本海默极限,甚至超过本星系群的总质量,它将形成一个黑洞,即使它不会形成黑洞,那么在它的表面逃逸速度早已超过光速,可能我们永远都不能飞出去看看!

可能我们宇宙就是一个这样的黑洞!