地球自西向東轉，那飛機向東飛和向西飛，哪個更快？

問你個問題，我們知道地球在自西向東自轉，那一架飛機向東飛相對於地面快呢，還是向西飛相對於地面快？如果你現在正在思考哪個飛機快，那你就有必要把今天的影片看完了。

因為答案是一樣快！是不是有點違反直覺。那這跟宇宙學這個系列有啥關係呀？關係大了去了。

因為從這個系列的開篇我們就留下了一個問題，地球在轉為什麼我感覺不到？為什麼地球在轉，我跳起來還能落到原地？為什麼我拋手中的東西，這個東西還能分毫不差地落回我的手中？當然還有今天的飛機這個問題。

那麼從上篇文章結束以後，我們又留下了兩個問題，哥白尼和開普勒說，太陽位於宇宙的中心，那證據呢？對吧，雖然你開普勒的理論很好用，但科學是要講究實證的。還有，為什麼行星繞太陽的軌道是橢圓的？

好，今天我們就解決這些問題。那要解釋這些問題，就必須要提到兩個人了：伽利略和牛頓。

1609年，這一年對天文學來說非常的重要，因為我們找到了一種物理外掛，使我們的眼睛能夠看的更遠，看的更清晰，這就是望遠鏡。

望遠鏡其實是在1608年發明的，據說是荷蘭的一個鏡片商人，他家裡的孩子有一天拿個兩個鏡片，一個是凹透鏡一個是凸透鏡，孩子嘛就喜歡拿著鏡片到處看，當他把凸透鏡放在前面，凹透鏡放在後面的時候，就發現遠處景物立馬出現在了眼前，非常的清晰。他就把這個事告訴了他爹。這就是望遠鏡的來歷。

那麼伽利略在聽了這事以後，他也買了兩個鏡片，並把兩個鏡片裝進了一個圓筒裡面，這其實還是一個普普通通的，商店裡能夠買到的望遠鏡。

那麼一般人買來這麼個東西，第一反應就是，這看妹子不是就方便了嘛，他就悄悄地把望遠鏡對準了別人家的窗戶，但伽利略不同，它把望遠鏡對準了天空。從這一刻起，這再也不是一個簡單的偷窺神器了，而是一架天文望遠鏡，它將改變人類對宇宙的認識。

伽利略製作的第一架望遠鏡口徑只有15毫米，只比人眼的瞳孔大了6毫米，正是這6毫米的差異就獲得了更多的通光面積，能夠捕捉到更多的光子。後來經過不斷的改進望遠鏡的放大倍數也在不斷的提高。

他首先觀察了月亮，發現月亮並不是亞里士多德所說的完美無瑕，而是坑坑窪窪的，這再一次否定了完美宇宙論，上帝創造的東西並非都是完美的。他專門還給月亮畫了一幅素描。

接下來伽利略就發現了兩個反證地心說的現象，在1610年的一天晚上，伽利略在觀察木星的時候，發現有四個小東西，在木星的周圍，每天完成會呈現出不同的排列，他認為這四個小東西就跟月亮一樣是木星的衛星，在繞著木星旋轉。

現在我們知道這四個小東西是木星最大的四個衛星，現在我們叫他們伽利略衛星，這個發現就反證了托勒密模型，認為所有的天體都在繞著地球轉，現在很明顯有東西在繞著木星轉，這你沒法解釋吧。

伽利略就把以上的觀測實證，寫進《星跡信使》中，這本書在圈子裡就引起了巨大的轟動，當時你每個人都可以拿著望遠鏡來證實這件事。

緊接著伽利略又發現了一個鐵證，他看到金星並不是一個亮點，而是一個月牙的形狀，跟我們的月球一樣，有的相位的變化。當金星離地球近的時候，就像個月牙，遠的時候，也就是和地球分別位於太陽兩側的時候，就是圓形的。這個觀測直接就證偽了地心說。

這時的教會才徹底慌了，以前雖然哥白尼發表了天體執行論，開普勒發表了三大定律，但都是思想上爭辯，你又拿不出證據來說明我的地心說就不對。

但伽利略這是實打實的在挖教會的牆角，所以羅馬教廷盛怒之下就開始打壓日心說，把天體執行論列為禁書，並把伽利略抓了起來。

但伽利略是個聰明人，跟教會抬槓犯不著呀，他立馬就服軟了，承認了自己的錯誤。在這之後也就是1623年，老教皇駕崩，新教皇上任。他是伽利略的朋友，所以伽利略又開始在危險的邊緣瘋狂地試探。

5年之後又寫了一本書《關於托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話》，在這本書中伽利略就解釋了為什麼我們感覺不到地球在轉？

其實就是一句話：力學定律在慣性系下保持不變，稱為伽利略相對性原理。好，我解釋一下，現在你坐在一列火車中，火車勻速直線向前行駛，假如你不往外看，那麼你在火車中不管做任何實驗都無法分辨火車是靜止，還是在運動。對吧。

這說明靜止狀態和勻速直線運動狀態是等價的，這兩種狀態有一個名字：慣性系。說白了就是，在慣性系中，你無法分辨靜止，還是運動，對吧。

因為我們的地球近似於一個慣性系，所以我們處在地球上，感覺不到他在動。就是這麼個道理。那飛機呢？

好，我們在想象這樣一種場景，現在在火車內，有一隻蒼蠅，你說他向前飛的話，相對於你快呢？還是向後飛，相對於你快？

很明顯一樣快，對吧。同樣飛機和地面上的你處在地球這個慣性系中，他不管朝哪個方向飛，相對於你的速度都是一樣的。

這裡需要說明的是，實際情況就比較複雜了，飛機朝不同方向有時相對於地面的速度確實不一樣，但這跟地球自轉一點關係都沒有，而是大氣環流造成的。

民航客機有時相對於地面還能超音速呢，但是他相對於空氣的速度，其實還是自己平時的巡航速度，不可能超音速的，超音速民航客機就解體了。

好，這伽利略就解決了兩個問題，對吧。接下來我們說牛頓。

關於牛頓，之前在相對論中，我也講了很多，這裡就不細說了，相信大家也知道，牛頓在原理中，發表了力學三大定律以及萬有引力，從中就可以推匯出開普勒的三大定律，這就為開普勒的三大定律提過了理論支撐，回答了開普勒回答不了的問題。

那麼牛頓的力學體系也讓人們擺脫了以往的臆想和猜測，為當時人們看到的所有現象，不管是地上的，還是天上的都提供瞭解釋。總之是非常的牛。

就像詩人蒲柏說的那樣，自然和自然規律隱藏在黑暗之中，上帝說，讓牛頓去吧，於是一切變為光明。

那麼最後的問題是，牛頓的引力理論對當時人們的宇宙觀產生了怎樣的影響？是這樣的，當你把牛頓的引力理論用在行星軌道問題上，他會表現得非常精確，非常好用。

但是當你把牛頓的引力理論放在整個宇宙當中思考的話，就會產生一個悖論，如果物質之間都在相互吸引，那為什麼我們的宇宙沒有坍縮呢？這叫本特利悖論。

牛頓為了解釋這個問題，就說宇宙是無限的，物質分佈得非常均勻，所以他們的引力給平衡掉了，所以宇宙沒有坍縮，但這又引發了奧伯斯佯謬。