摆脱地球引力当然不是不可能的。你所要做的就是达到逃逸速度--每秒 11 公里。土星五号火箭就能达到这样的速度,即每小时不到 4 万公里。此外,它还能运载非常大的有效载荷。
如果你是一个气体分子,那就简单多了。气体分子的质量比土星五号的有效载荷小得多。
那么,让我们来看看一些氦含量约为 25% 的行星--木星、土星、海王星和天王星。它们与地球有何不同?答案就是地球与其他大气中没有太多氦的行星--水星、金星和火星--的相似之处。它们的共同点是离太阳更近、更近。
太阳倾泻出大量的能量,但其中仍有相当一部分是氦,因为太阳的引力要大得多。尽管太阳非常热,而且不断有粒子流从太阳中逸出,但它还是会失去大部分氦气。
但太阳的部分能量会到达地球,进而加热大气层中的气体。
现在,大气中剩下的大部分都是非常重的分子--氧气(原子质量 16)、氮气(原子质量 14)、二氧化碳(原子质量 22)和水蒸气(原子质量 10)。地球的大气是非常活跃的,因此,在大多数情况下,这些气体不会沉降到各层(不过,如果有人在有二氧化碳的地方工作,可以问问他二氧化碳是如何沉降到低洼地区的--这是一个很大的职业风险)。
如前所述,氦的原子质量为 4,因此它往往会受到大气中较重气体的浮力作用而漂浮到顶部。这稍微降低了逃逸速度。但大气层仍然是温暖的,氦原子迟早会变得足够温暖,获得足够的能量,达到神奇的 11 公里/秒,永远离开地球引力。较大的气体分子受自身重量的影响,很少会这样做,所以它们往往会停留在原地。
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