首先確認(rèn)一點(diǎn),太空中有引力,并且還非常多!
在四大基本力中,引力是一種長程力,它的大小和距離的平方成反比,理論上講,引力的作用距離可以無限遠(yuǎn),不然也不會(huì)有第一宇宙速度、第二宇宙速度這些說法。

既然有引力,那天上的衛(wèi)星為什么不會(huì)掉下來呢?
依照物理原理,物體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生離心力,離心力的大小和轉(zhuǎn)速的平方成正比。在一個(gè)合適的距離用一個(gè)合適的速度繞地球運(yùn)動(dòng)時(shí),衛(wèi)星受到的地球引力和自身運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生離心力達(dá)到了平衡,所以沒有掉下來。

引力只會(huì)使物體減速嗎?
單純的討論這個(gè)問題沒有意義,要考慮受力方向。
如果運(yùn)動(dòng)方向和受到的引力相反,肯定會(huì)減速,但是,同樣的,我們也可以利用大質(zhì)量物體的引力來加速。
引力彈弓

我們假設(shè)有一顆隕石從一億公里外朝地球飛奔而來,在這一過程中,隕石會(huì)被地球引力不斷的加速并最終墜毀在地面上。
但是如果這顆隕石沒有墜毀而是掠過地球表面呢?
在掠過地球表面時(shí),隕石的速度等于它的初始速度加上地球給它的加速度,然后它開始遠(yuǎn)離地球,等到它再次回到離地球一億公里遠(yuǎn)的時(shí)候,地球給它的加速度已經(jīng)消耗完了,隕石又變成了原來的速度。
以上是假定地球不動(dòng)的情況,但是地球是運(yùn)動(dòng)的,在地球給隕石加速的過程中,地球會(huì)把自身的動(dòng)能分一部分給它,這就好比你在跑步的時(shí)候跑不動(dòng)了,然后你的好兄弟在前面拉著你跑一樣。
所以在隕石再次回到離地球一億公里遠(yuǎn)的時(shí)候,它的速度是原本自身的初速加上地球的運(yùn)行速度。

這個(gè)并不違反能量守恒定律,因?yàn)殡E石獲得的動(dòng)能等于地球損失的動(dòng)能,但是因?yàn)榈厍騻€(gè)頭比較大,損失的這一點(diǎn)點(diǎn)動(dòng)能在速度上根本看不出來。
上世紀(jì)70年代美國發(fā)射的旅行者二號(hào)飛船,就同時(shí)利用了太陽系中的木星、土星、天王星、海王星的引力彈弓來完成加速。大火了的中國科幻電影《流浪地球》中,也有地球借助木星引力彈弓效應(yīng)加速的情節(jié)。


當(dāng)然要想獲得這種加速效果必須要有合適的切入角度,不然加速就會(huì)變成減速,然后被大質(zhì)量天體俘獲變成衛(wèi)星或者干脆墜毀在它上面了。
宇宙飛船在太空中運(yùn)行除了考慮大質(zhì)量天體的引力外,還要考慮其他的阻力。
宇宙空間中并不是絕對的真空,即使是在物質(zhì)密度最低的星系與星系之間的空間,物質(zhì)密度也有大約2-5個(gè)原子/m3,當(dāng)然這樣的物質(zhì)密度對于飛船的影響非常小。
不過如果遇到星際塵埃云,物質(zhì)密度就會(huì)大大增加,到時(shí)就會(huì)影響到飛船。
所以,飛船并不會(huì)一直往前飛,它的運(yùn)行速度和方向會(huì)受到大質(zhì)量天體的影響,另外,星際塵埃也會(huì)對速度產(chǎn)生影響。