宇航员为什么不能在太空中像在地球上一样行走？（移动星球）

有没有可能在太空中创造出重力来？如果可以，应该怎么做？如果不能，又是因为我们欠缺了什么呢？

在太空中，通过旋转航天器或空间站来创造“人造重力”是可行的。当空间站旋转时，离心力会把人向外拉，这个过程可以用来模拟重力。但是它不会完全相同，因为更大的科里奥利力（对旋转体系中进行直线运动的质点，由于惯性，相对于旋转体系产生的直线运动的偏移的一种描述。科里奥利力来自于物体运动所具有的惯性。）同时也会出现，所以这时轨迹会落入曲线而非直线。

问：我正在读关于太空殖民的文章，然后我看到了一些对于圆柱形空间站内部状况设想的图片。里面有许多层陆地，所以如果你站在一层陆地上抬起头来，你会俯视你上层的人。这时引力如何作用呢？你上一层的引力不会把你拉起来吗？

答: 如上所述，在空间站制造人造重力可能的方法是使用旋转系统（如旋转圆筒，圆环或球体）。从技术上来讲，旋转能够产生与重力相同的效果，因为它产生的离心力一定程度上与重力很相似。而通过调整空间站的某些参数（例如半径和旋转速率），就可以在外墙上创建一个等同于重力的力。

这有点像在游乐园，其中一个项目是你进入一个有很多人的大圆筒，大家都贴着墙壁站好。然后圆筒旋转起来，产生一种让你感觉被压在墙壁上的力量。每个人都像是被粘在房间的墙壁上一样，然后地板会消失。但没人会跌出去，因为他们被旋转的力量按在了墙壁上。另一个例子是在你的头上旋转一桶倒过来的水。如果你旋转水桶的速度够快，水就追不上你。

在一个旋转的空间站中，人们也会被“卡在”外侧墙壁上，但是却是因为一个与重力类似的力，这样他们就可以在外侧墙壁上走动。旋转圆筒外侧各处的力将是相同的，所以根据不同的设计，人们可能看起来像是倒吊在天花板上一样！

你周围人的重力不会产生明显差异。的确所有具有质量的物体都会对其他物体有引力作用，但除非质量非常大（如地球），否则效果四舍五入可以忽略不计。空间站的人不会影响空间站里其他人的人造重力，就像在地球时不会影响重力一样。

问：除了使整个城市都旋转起来，有没有其他方法可以在太空城市中制造出人工重力？

答: 根据现存知识，质量是物质间出现引力的唯一原因。具有质量的物质具有一定的引力并且会与具有质量的其他物质相互作用。通过在太空中旋转一个城市不会产生引力，只能模拟引力。假设这个城市是环形的且旋转得足够快，则其中的一切都会感觉有一股力将它们向外拉，但这是离心力而非引力。大多数情况下它会以类似的方式起作用，但并不会完全相同。例如，如果你从非常“高”的地方（靠近环中心）扔一个东西，它并不会直接掉到它正下方的地面上。因为当落下的物体朝“地面”运动时，地面同时是在旋转着的。这一现象有时被解释为科里奥利力。如果你读过Arthur C. Clarke的小说《Rendezvous with Rama》，他就描述了一个利用旋转模拟重力的城市，甚至还谈到了它的天气状况。

问：可以在表面上均匀地产生引力吗？或许通过利用引力子的方法？

答: 引力子是理论上可以承载重力的粒子，就像光子（光粒子）被认为可以携带电磁力一样。与宇宙中的其他力相比，引力非常弱，因此其携带力的粒子很难被发现。目前还没人检测到引力子，我们知道产生它们的唯一方法就是拥有质量，就像上文提到的那样。因此，从表面均匀地产生引力的唯一方法就是使该表面具有巨大的质量！

问：我无法理解在太空中旋转利用离心力的东西是如何工作的。你不必拥有一定重量吗？否则地板不会在你脚下打滑吗？如果地板连着一面墙，你不会被甩到上面吗？我只能理解在你下方有某种恒定的加速度，从一个方向推动你来让你保持直立这种方式。

答: 你需要理解离心力的关键是质量。砖块在地球表面与在深空中具有相同的质量。而重量是由于重力引起的某种感觉的力量：所以砖块在地球表面附近的重量要比在深空中的重量大得多。现在我们已经解决了这个问题，让我们谈谈离心力。

我能理解你为什么感到困惑：如果我理解正确的话，你应该是想象了一个宇航员漂浮在一个固定的空间站内并且不碰任何东西。而当空间站开始旋转时，它似乎不应该对宇航员有任何影响对吧？没错！如果没有任何东西对宇航员施加力量，他们在空间站旋转时只会漂浮着。

但是空间站并不是空的。其中有空气，而正如你所说，还有墙壁和其他障碍物。当空间站开始旋转时，其中的空气也将开始随之移动，因此即使没有其他任何物体，周围空气的轻微推动也会使宇航员移动。而一旦宇航员开始移动，他们接触旋转空间站的外缘（很快将成为地板）只是时间问题。

现在我们来思考离心力是如何工作的。还有另一种方法来理解，就像我接下来将描述的这样，而这会使它看起来根本不像一个真正的力！好的，所以什么是力呢？力会导致一个有质量的实物加速。我们在上文已经定义过质量了，但什么是加速度？最简单的定义是，加速度是指事物的进展速度或方向的变化。所以，当我们的宇航员被空间站内的某个东西所推动，而这个东西正在与车站本身一起旋转，宇航员现在将朝着某个方向漂移。物理定律说宇航员将直线行驶（当没有加速度）直到一些新的力来作用。

如果你是一名宇航员，在一个圆形的旋转空间站内直线行进，最终这条直线将与“地板”相交。而当它发生时，你的身体想要保持直线行进，却被地板挡住了，所以地板会给你一个向内的推力还有一个沿着它运动方向的力。地板施加了一个力，进而导致加速度。

你可能已经知道接下来会发生什么了。当宇航员被旋转地板撞击，最终他们将以相同的速度前进。但请记住，加速度是速度或方向的变化！如果你从远处看，宇航员似乎是在沿着圆形空间站周围曲线前进。而要想走出一条弯曲的路径，必须有加速度来使宇航员的路径转向，因此必须有力。那力的方向呢？如果你是宇航员，你现在就站在旋转空间站的地板上，双脚从旋转轴向外。感觉起来像是地板正在推动你的脚，所以力实际上是向内的，朝向中心轴！