地心

简要回答

地心是地核的俗称，是指地球的中心部分，越接近地心温度越高，地心点的温度据科学家推测约为摄氏6000℃。

虽然人类生活在地球上已经有几百万年了，但是对于地球上的许多东西都还了解的不够成熟，例如连科学家们都很难模拟出来的“地心”，我们对于它的了解更是少之又少，那么今天我就带大家了解一下地心的温度吧。

详细内容

地心是地球质心的简称，它的半径约3480千米，主要由铁、镍元素组成，其物理性质与周围的地幔和地壳有明显的不同。

地球参考系的原点定义在包括固体地球、大气和海洋的共同质量中心，地心又分为内地心与外地心两部份；从下地幔的底部一直延伸到地球核心部位，距离约为3473千米。

据科学观测分析，地核分为外地核、过渡层和内地核三个层次；外地核的厚度为1742千米，平均密度约10.5克/cm³，物质呈液态；过渡层的厚度只有515千米，物质处于由液态向固态过渡状态。

内地核厚度1216千米，平均密度增至12.9克/cm³，主要成分是以铁、镍为主的重金属，所以又称铁镍核；从质量上看，地核占地球总质量的16%，地幔占83%，而与人们关系最密切的地壳，仅占1%而已。

地核内部的许多特殊情况，即使在实验室里也很难模拟，所以人们对它了解得还很少；但有一点是科学家们深信不疑的：地球内部是一个极不平静的世界，地球内部的各种物质始终处于不停息的运动之中。

日心说和地心说的共同特点是都承认地球是 一个球体。两者的不同点是：地心说认为地球是宇宙的中心，并且是不动的，周围的一切天体都绕着地球转；日心说认为太阳是宇宙的中心，地球是运动的，行星及周围天体都绕着太阳转。

地心说：

托勒密提出的观点：

1、地球是个球体。如果大地是平面的话，所有的人都会同时看到星星和太阳，但事实并不是这样。

2、地球处于宇宙中心，并且静止不动。如果地球转动，就一定会带动其他物体。一起转动，人们看见的却是云彩、鸟类在自由运动。

3、所有的日月星辰都绕着地球转，并且每天做一次圆周运动，正是如此，我们看到的是这些天体每天都有规律的东升西落。

日心说：

哥白尼提出的观点：

1、地球是圆形的。如果在船桅杆放一个光源，当船离开海岸时，岸上的人们会看见亮光慢慢变暗，直到最后消失不见，这说明地球表面是球形的。

2、地球是在运动的，并且每24小时自转一周。因为天空比大地大得多，如果无限大的天空在旋转，而地球不转动，实在是无法想象。

3、太阳是不动的，并且处于宇宙的中心，地球和其他的行星，都一起围绕着太阳做圆周运动。

欧洲航天局(欧洲航天局)的地球重力场和海洋环流探测卫星(GOCE)获得了2009年11月至2012年6月南极重力场的精确测量数据。德国大地测量研究所的JohannesBouman领导的最新分析和研究表明，在冰川融化的地方，重力也在减弱。相关论文发表在《地球物理研究快报》杂志上。

为了准确监测南极冰盖的融化、损失和再生，科学家们将它们分成了小流域，并使用GOCE仪器来探测它们，这是第一台能够灵敏探测不同小流域重力区域变化的仪器。此外，GOCE的数据也为地质学家研究地震和火山活动提供了重要的证据。

地球重力场和海洋环流探测卫星(GOCE)获得的数据与美国航天局较老的重力观测和气候实验卫星获得的较粗略的数据相结合，产生了一个非常精确和详细的地球重力场模型。该模型不仅可以探测上地幔和地壳之间的重力差，还可以计算外层大气的密度。

2011年GOCE拍摄的照片显示了不同高度的大地水准面

欧洲航天局的CryoSat卫星作为一种雷达高度计，用于记录南极和北极的冰层厚度和海平面变化，可与上述重力模型很好地结合。这为科学家更好地理解不断变化的景观提供了有利条件。

由于气候变化的影响，南极冰的大规模融化达到了前所未有的速度。自2009年以来，与前一年相比，冰的融化速度每年增加三倍。在过去的三年里，每年消失的冰的体积已经达到大约125立方千米(大约78立方英里)。这些数据很好地反映了GOCE/格蕾丝的情况，并被用来预测未来几年的冰川融化。

热门电影《地心引力》向观众展示了没有地心引力的太空环境有多糟糕。然而，挣脱重力，在半空中自由移动，仍然是人类几千年来的梦想。在各个国家的传说中，无论是欧洲的天使，印度的佛像，还是中国的神仙，无一例外都有飞翔的能力。然而，人类没有翅膀。一些人计算过，如果他们想用上肢的力量飞行，人体需要中空的骨骼、体内大量的气囊，加上尺寸翻倍的手臂和缩短了一半的腿。如果你想在背部等其他部位长出翅膀，那么人体上会有更多突出的肌肉块。这样，《x战警》中的天使同学就无法保持电影中“符合人类审美需求”的对称形象。

“重力”静止不动

在希腊神话和传说中，工匠伊卡洛斯和他的儿子用蜡质的翅膀飞到空中。伊卡洛斯死于他的翅膀因为太靠近太阳而落下。这样一个富有想象力的故事，早在文艺复兴时期，曾经让一个有天赋的年轻人热泪盈眶。虽然他长大后成为了一名画家，但他从未放弃飞行的梦想。

《x战警》剧照

天才的飞翔梦想

人类历史上的“天才”和意大利的“无所不能的巨人”列奥纳多·达·芬奇曾经设计过一架蝙蝠翼飞机。这是一架巨大而简化的扑翼飞机，翼展高达11米。莱昂纳多希望借助人类上肢的摆动，像鸟一样飞到空中。然而，这项发明并没有成功，而是夺走了他助手的生命，并在年轻时死在山坡上。达芬奇还设计了另一架类似的飞机。飞行员驾驶着这架巨大的飞机，通过不断推动动力滑轮来驾驶它。驱动力通过转动曲轴并向提升装置提供动力而被放大。然而，这种设计只是“理论上的”。虽然设计者对能量传输做了非常详细的分析，飞机和人体的重量太大，但是人体所能提供的能量太小并且不成比例。另外，扑翼飞机本身翅膀太大，扑翼时的空气阻力会很大，所以这根本不是一个实用的设计。

达芬奇设计的蝙蝠翼飞机

2010年8月2日，加拿大航空工程师发明了一种人造动力飞机(类似于列奥纳多·达·芬奇的第二种设计)，它能真正扇动翅膀，但只能在空中飞行19.3秒。值得一提的是，飞行员还进行了一个多月的严格腿部训练，并在飞行后休息一周以恢复体力(事实上，他很幸运没有摔死)。

既然你不能像鸟一样自由飞翔，在空中漂浮一段时间应该不会太难。传说许多瑜伽士可以漂浮在空中。据报道，1986年美国华盛顿有一次瑜伽飞行比赛，有20多名瑜伽士参加，最低海拔0.6米，最高海拔1.8米。然而，奇怪的是，比赛只剩下几张照片，没有录像。离比赛只有20年了。照片中的参赛者当时还很年轻，但是比赛结束后他们都没有继续表演。因此，许多人认为这种竞争是高度炒作的嫌疑(当时，世界正处于一个“魔力热”时期，中国有许多所谓的“大师”。印度甚至有专门的瑜伽和飞行学校，这样学生们就可以体验生活中的“巨大快乐”，从而产生足够的爆发力，让人在内心深处摇摆不定。然而，到目前为止，学生们能够做的是在床垫上盘腿跳上两个床垫。没有人能在空中漂浮哪怕一秒钟。

人的身体能仅靠精神漂浮吗？

在许多电影中，经常出没的人有通过思考来移动物体的能力(例如，《x战警》、《权力》、《星球大战》等电影中的主角)。)。在这个问题上，由于作者正在研究心理学，并且刚刚咨询了脑波方面的专家，他得出的结论是，精神能量不能直接转化为明显的体力。即使通过放大设备，它也只能被观察到，很难推动物体。根据牛顿定律，如果你想让你的精神足够强大，使你的身体离开地面，你至少需要比你的体重多一点的举升力。然而，根据力学的基本原理，单个物体(这里指人体)不能产生力。这么大的升力来自哪里？

在科幻电影《总记忆》中，地心隧道列车似乎是第一次出现在电影屏幕上。事实上，地心隧道列车并不是一个新颖的想法。早在17世纪，英国科学家胡克就写信给牛顿，提出了这个想法。然而，由于知识产权纠纷，两人成了宿敌。他们视对方为敌人，彼此非常羡慕。20世纪60年代，美国科学家保罗·库珀发表了另一篇论文，讨论地心隧道列车作为未来交通工具的可能性。那么，人类能在不久的将来建造一列地心隧道列车吗？实现这一愿景将会遇到哪些技术困难？我们可以从两个角度来考虑。

第一个是几何学。我们都知道，在欧几里得几何中，平面上两点之间的直线最短。但是因为地球是圆的和球形的，而人类只生活在地球的表面上，二维球体，因为二维球体的黎曼曲率不等于零，所以它不是平的，所以两个地方之间的最短距离是一个坏弧，它的中心穿过球体的中心——当然，这个最短距离也可以用微分几何中的测地线方程来求解。事实上，这几乎是日常生活中的常识。例如，当我们飞往美国时，飞机通常朝北极飞行，因为这样的飞行路径只能在穿过球体中心的横截面上，这是所谓“大圆”的测地线性质。另一个例子是中国和阿根廷正好横跨整个地球。不管他们往哪个方向走，他们都必须从中国到阿根廷绕地球转半圈。然而，如果能在地心挖一条隧道，从中国到阿根廷的旅程似乎会短得多。

穿过地球中心的线性轨道在几何意义上是最新的，因为它将最初出现在二维球体上的问题扩展为三维问题，而空间维度的增加所带来的好处可以缩短两点之间的距离。这与时空旅行依赖于虫洞的俗语是一样的。然而，这只是一个几何上的考虑。

第二是从动力学的角度考虑这种穿过地球中心的方式。这与重力场的特征有关。著名物理学家伽利略是第一个研究引力场中自由落体运动并得到正确物理解释的人。他是牛顿的前任。他在意大利比萨斜塔做了实验，得到了自由落体的真正含义——物体下落的时间与物体的质量无关，而爱因斯坦在1907年得到了隐藏在自由落体背后的重要学术思想，即所谓的“等效原理”——惯性质量和引力质量无法区分——这导致爱因斯坦最终得到了广义相对论。

比萨斜塔

万有引力的基本牛顿定律可以从高中开始计算。假设地球上物质的密度是均匀的，那么在地球表面的任意两点之间将会打开一条笔直的地铁隧道，而忽略其他因素的影响。如果运动纯粹是由重力引起的，穿过这个隧道所需的时间是42分12秒，物体将在隧道中来回振动。如果有人跳进这个隧道，他会在重力的作用下一直加速，当到达地球中心时达到最大速度，然后开始减速上升，当他到达地球的另一边时，速度就会降到零。在这个过程中，重力势能的前半部分转化为动能，后半部分又转化为重力势能。整个过程不需要消耗额外的能量。

古罗马天文学最杰出的成就是托勒密地心说的建立(大约90-168年)。阿利斯塔克(约公元前310-230年)根据他自己对太阳、月亮和地球的观察和研究，得出了太阳比地球大的事实。所以他大胆地否定了亚里士多德关于地球中心的观点，提出了太阳中心的假设。他认为太阳和星星是固定的。人们看到它们似乎在旋转的原因是地球旋转的结果。他的书《太阳和月亮的大小和距离》流传至今。然而，令人遗憾的是，他当时没有提出更多的论据来证明他的猜想，特别是因为这一观点与人们的常识不一致，他的观点没有得到重视。

此后，天文学家阿波罗·纽斯(约公元前262-190年)和希帕克(约公元前160-120年)等人仍然继承和发展了欧多克索斯的地心传统，提出了“本轮”和“偶轮”的概念以及偏心圆假说，用来解释地球上观测者所看到的行星亮度的变化和逆行现象以及太阳运动速度的变化。后来，托勒密总结了古希腊关于天体运动的大部分思想。他继承了“圆”和“平圆”的思想。他在《天文学大成》中提出了自己的宇宙观。他认为宇宙是一个球体，位于宇宙的中心，所有已知的天体都围绕地球运动，它们的运动轨迹是一个复杂的偏心圆和圆形模型。他的想法曾统治欧洲1000多年。直到哥白尼重新引入日心说，它才被打破。

摘自清华出版社授权的《科学技术史与方法论》

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“地心说”和“日心说”都提出了地球是球体这一观点，“地心说”认为地球是宇宙的中心，并且是不动的，周围的一切天体都绕着地球转；“日心说”认为太阳是宇宙的中心，地球是运动的，行星及周围天体都绕着太阳转。

“地心说”的观点

1、地球位于宇宙中心，并且是静止不动的。

2、每个行星都在一个称为“本轮”的小圆形轨道上匀速转动，本轮中心在称为“均轮”的大圆轨道上绕地球匀速转动，但地球不是在均轮圆心，而是同圆心有一段距离。

3、水星和金星的本轮中心位于地球与太阳的连线上，本轮中心在均轮上一年转一周，火星、木星、土星到它们各自的本轮中心的直线总是与地球-太阳连线平行，这三颗行星每年绕其本轮中心转一周。

4、恒星都位于被称为“恒星天”的固体壳层上。日、月、行星除上述运动外，还与“恒星天”一起，每天绕地球转一周，于是各种天体每天都要东升西落一次。

“日心说”的观点

1、地球是球形的。如果在船桅顶放一个光源，当船驶离海岸时，岸上的人们会看见亮光逐渐降低，直至消失。

2、地球是运动的，每24小时自转一周。

3、太阳是不动的，而且在宇宙中心，地球以及其他行星都一起围绕太阳做圆周运动，只有月亮环绕地球运行。

《地心引力》由阿方索·卡隆执导，桑德拉·布洛克和乔治·克鲁尼主演。剧本由导演阿方索·卡隆与儿子乔纳斯·卡隆共同撰写。影片于2014年3月3日获得第86届奥斯卡最佳导演、最佳剪辑、最佳摄影、最佳视觉效果、最佳音响效果、最佳音效剪辑以及最佳配乐奖七项大奖。

影片讲述了一个在探索者号航天飞机上的两名男宇航员和一个女宇航员出舱进行哈勃望远镜维修时，遭遇太空碎片袭击导致飞船发生严重事故后在太空中发生的故事。由于其他同行全部丧生，所以这部在太空领域内的“密闭空间”式电影人物极少，影片后半部分几乎只有桑德拉·布洛克主演的女主角一人，她将面对的是残酷的宇宙环境的人类内心中无限的孤独和恐惧。

地心引力主演:桑德拉·布洛克，乔治·克鲁尼，艾德·哈里斯 ，奥托·伊格内修森，法尔杜特·夏尔马，艾米·沃伦，巴舍尔·萨维奇主演:桑德拉·布洛克，乔治·克鲁尼，艾德·哈里斯 ，奥托·伊格内修森，法尔杜特·夏尔马，艾米·沃伦，巴舍尔·萨维奇

地心引力剧情介绍：美国宇航员马特·库沃斯基（乔治·克鲁尼饰）和女博士莱恩·斯通（桑德拉·布洛克饰）搭乘“探索者”号航天飞机执行STS-151任务，修复哈勃太空望远镜。出舱执行修复工作期间，俄罗斯发射导弹击毁其一颗废弃间谍卫星，爆炸产生的碎片击毁大量航天器并冲向“探索者”号，将其与哈勃望远镜一同撞毁。除了出舱的两人，其他航天员全部丧命。库沃斯基与斯通搜索回宇航员的尸体，转而前往国际空间站，打算使用那里的俄罗斯“联盟”飞船撤离。在靠近国际空间站时，二人撞上空间站的太阳能电池板并失控，仅靠一根缠住斯通脚部的绳索与空间站相连。库沃斯基解开自己的拦截索以保斯通得救，后者驾驶“联盟”飞船开向中国天宫空间站，期间的各种故障让她近乎绝望。但凭借着濒死前看到库沃斯基的幻象，她振作起来，找到方法登上了中国天宫空间站，并最终驾驶神舟飞船返回地球

地心引力观后感

太空，是那样令人神往的玄妙的世界。当我们眼前呈现一个近乎真实的画面：所有的东西悬浮在失重之下，周围是浩瀚美丽的星空，远处巨大的蓝色星球缓慢地旋转，海洋、大陆、大气层清晰地展现在我们面前，我们已近乎迷离，似乎超越现实已然来到这个让人怦然心跳的空间，等待着那惊心动魄的一幕幕的发生。

这是电影《地心引力》带给我的最初印象。空间站之外，有三位身着宇航服的宇航员，他们在为完成共同的太空任务——修理哈勃望远镜而忙碌着，每一个转身、每一步前行，每一个细微的动作都要克服失重的影响，像极了水中漫步，那是人们所向往的另一个世界。正当宇航员们各司其职时，上级传达重要指示，卫星碎片即将与他们相遇，那将是毁灭性的打击。宇航员马特帮助瑞恩迅速调整手边的机器，就在这一瞬，碎片像子弹一样由远及近飞来，所到之处太阳能板、空间站附件被击得粉碎，当碎片和宇航员擦肩而过时，他们本能地到处躲藏，由于身体无法迅速调整动作，一系列碰撞接连发生。那是巨大的撞击声，女宇航员瑞恩的惊叫声，卫星碎片呼啸而过的声音交集的混乱，是让人紧张焦灼的一幕。瑞恩博士被巨大的冲击击中了，她被极速翻转弹射出去，瞬间就与空间站拉开了距离，当她控制住意识，遥看那远处的蓝色星球时，那星球正在做着与她自己先前同样的翻转，而她自身既没有动力，氧气也所剩无几，只有因极度恐惧而产生的喘息声与之相伴，该怎么办？这时系着安全带的宇航员马特从远处飞到她身边，“你要像抱住情人一样抱住我，就这样”，在马特耐心的兄长般的安慰与指导下，瑞恩博士逐渐脱离困境。

当一切恢复平静时，宇航员马特和瑞恩博士回到空间站查看里面的情况，结果他们看到的是伙伴倒挂的尸体、被损坏的工作站器材，里面一片狼藉，除了马特和瑞恩博士，其它任务执行人员全部遇难，空气中到处弥漫着恐惧和无助的气息。马特不得不带着瑞恩博士到国际空间站寻求生路，而此时瑞恩博士发现自己的氧气已只剩下 10％ ，那是一个可怕的数字，一个随时可能夺去她生命的数字。

在马特的牵引下，瑞恩与之在太空中缓慢的前移，除了眼前那个蓝色的星球，除了自己的喘息声，她什么也看不见，听不见，也感受不到，她不知道等待她的将是什么，这时，传来马特缓慢而又祥和的声音：“你还有什么亲人？你家在哪？你先生在等着你吗？想一想，有什么人在仰望星空，等待着你回家？” 瑞恩起初并不想回答他的问题，她的整个身心被巨大的恐惧笼罩着，但她逐渐开始思考这些问题，就像跟随马特的牵引一样，因为她知道在这茫茫宇宙，在这一刻，马特是唯一能帮助她的人，她想起了她湖畔的家，想起了自己年仅四岁死于意外的小女儿，曼得拉沉稳凝重的声音像一剂良药，使她渐渐恢复了平静。

氧气指数仍在下降，马特释放了最后的燃料，动力将他们推进到空间站附近，失重状态下难以保持平衡，又是一阵撞击，瑞恩濒临险境，空间站上的绳索拽住了她的一条腿，她手里握着牵引绳，绳子的另一端是马特，这是影片十分令人感动和难忘的一刻，只要他们相互一用力，缠绕在瑞恩腿上的绳子就会在拉力作用下脱落，他们两个就会永远留在太空。在这千钧一发之际，一个镇定而又凝重的声音传来，“放手，瑞恩，放手”放手，是的，放手，这的确是解决问题的唯一途径，只有这样瑞恩才有生还的希望，然而，面对这样一个朴实的志同道合的朋友，面对给自己无数次机会与帮助的救命恩人，她又怎能放手呢？他们对视着，一秒，两秒，空气仿佛已经凝结，虽然瑞恩一再恳求，马特一边的绳子还是一点一点缓慢地松开了，他以松手瞬间的姿态定格在空中，缓缓远离，那是马特义无反顾的远离，也是他一生一世的远离，而这一切竟是他在短短几秒钟做出的决定，没有绝望的泪水，没有痛苦和呻吟，甚至不带任何遗憾，他渐渐离开瑞恩，离开空间站，离开他所熟悉的一切。在生命的最后时刻，他还不忘沉着指挥瑞恩返回空间站，寻找入口。在二氧化碳报警时，提醒她宇航服里还有空气，在瑞恩意识逐渐模糊之时，鼓励她坚持下去，提醒她有一个男人的名字“瑞恩”。嘱咐她要寻找下一个目的地——天宫，驾驶中国的神舟返回地球。

当一切在马特的指挥下井井有条地进行时，瑞恩发现她已和上级失去了联系，最后她通过短波联系到地面上一个陌生男人，那个男人身边有一条狗，还有他的孩子，一个婴儿，那个男人一直在笑，他没有听到瑞恩说的话，他并不关心瑞恩，尽管这时瑞恩在太空中经历着生死考验。同时，再也听不到马特的声音，极度虚弱、悲伤、无望的瑞恩打算放弃这一切。她静静地坐在机舱里等待死神的降临，突然马特从舱外闯了进来，他兴奋地坐到瑞恩身边，请她喝白兰地，并且责问瑞恩，她是想回到地球，还是坐以待毙，在他们对视的刹那，瑞恩突然清醒过来，原来是自己的幻觉。马特的“造访”使瑞恩意识到，自己的寻求死亡是多么自私的行为，她要活着回去，她要还世界一个奇迹，这是拿众多伙伴的生命换来的奇迹。

最后，瑞恩历经周折终于驾驶神舟返回了地球，降落伞打开，机舱坠落在湖水中，瑞恩奋力游到岸边，她匍匐在地，前胸和脸部紧贴着岸边的土地，手深深地探进沙土中，用力抓起一把又慢慢松开，终于回来了，又见到你了，我的地球母亲！在瑞恩站起来的刹那，她的身材显得那样高大伟岸，她仰着脸，对着天空，贪婪地吸吮着空气，我想，她此时的表情一定是自豪的，骄傲的，无憾的……

大约在 150 年，希腊科学家托勒玫把人们对宇宙的看法加以总结，提出了“地心说”。按照他的观点，地球是亘古不变地静静地位于宇宙的中心，太阳、月亮、星星以及其他天体都围绕地球这个中心旋转。他认为宇宙是个巨大的球，不停地在轴上转。他设想宇宙有“九重天”，即 9 个运转着的同心的晶莹球壳。最低的一重天是月球天，其次是水星和金星天，太阳居于第四重天上。第五到第七重天依次是火星天、木星天和土星天，第八重天是恒星天。全部恒星像宝石一般，都镶嵌在这层天界上。在恒星之上，还有一重最高天，即原动天，那里是神灵居住的天堂。由于托勒玫的“地心说”跟《圣经》上的说法一致，所以后来就成为基督教会维护神权统治的理论基础。

16  世纪初，一道真理的闪电划破了愚昧无知的迷雾。波兰天文学家哥白尼在批判了“地心说”的基础上，又经过自己的长期观测，提出了“日心说”。他认为太阳是宇宙的中心，一切行星都绕太阳旋转，地球只不过是一颗小行星而已。根据哥白尼的体系，最远的是恒星天球，它包容万物，本身是静止的，是观测其他天体的位置和运动的参考背景。太阳坐镇宇宙中心，普照全宇宙，统率着它的行星系统。所有行星层层环绕太阳运行，唯独地球带着一名侍从——月亮，它是唯一绕着地球运行的天体。月亮伴随地球绕太阳运行的同时，又每月绕地球旋转一周。

在哥白尼之后，勇敢地起来捍卫和发展哥白尼学说的，是意大利杰出的思想家布鲁诺。他认为宇宙是统一的、物质的、均匀限的和永恒的。在太阳系之外有着数不尽的世界，人们所看到的世界，只是无限宇宙的非常渺小的一部分，地球是无限空间中的小小尘埃。布鲁诺还指出，无数的恒星都是像太阳那样巨大的火球，并且以巨大的速度疾驰着。它们的周围也有许多像地球那样的行星围绕，行星周围又有许多卫星。生命不仅存在于地球，也可能存在于那些人们看不到的遥远的行星。

基督教会绞尽脑汁企图使布鲁诺屈服，但都没有成功。最后，布鲁诺被罗马教廷判处死刑。

布鲁诺死后，围绕着哥白尼学说的争论变得更加激烈。一些支持哥白尼“日心说”的科学家虽然坚信“日心说”是正确的，但却拿不出进一步的天文观测结果来证实。于是一些科学家开始研制倍率更大的天文望远镜，以期能观测到更清晰的天体图像，来证实哥白尼学说的正确性。

17  世纪初，意大利杰出的科学家伽利略首先研制出倍率较高的天文望远镜。通过这台望远镜，伽利略看到了凹凸不平的月亮。他绘制出世界上第一幅月面图。

不久，伽利略又得到另一惊人发现。他把望远镜瞄准金星，然后眯起一只眼睛凑近目镜一看，立刻惊呆了，只见一个小小的月牙在放光。明亮的金星竟然成了一弯蛾眉月，这只能是内行星才会发生的位相变化！也就是说金星是在绕太阳运行。

后来，伽利略又观测到太阳光盘上的黑子，并发现黑子在太阳面的移动

和变化，证明太阳也在绕轴自转。

伽利略奔走呼号，慷慨陈辞，与反对他的人展开激烈的辩论。当然，其结果是可想而知的。

为了迫使伽利略“悔悟”，宗教法庭对年近 7 旬的老人施行了“维里亚”（意为不眠）的严酷刑讯。审讯像“马拉松”似地边连续 50 个小时，法官每隔 4 小时轮换一批，不让伽利略有片刻安宁。刽子手们把一件件刑具摆到他面前，向他描述受刑时的可怕惨状  几个月的折磨使伽利略极度虚弱，他再也支撑不住了，终于在教会淫威胁迫下，在别人代拟的悔罪书上签了字。最后，罗马宗教法庭判处伽利略终身监禁。伽利略听完法庭判决后，口中仍喃喃自语：“不管怎样，地球仍在转动！”

是的，地球仍在转动。真理是扼杀不了的。德国科学家开普勒又进一步丰富了伽利略的思想，确定了行星环绕太阳运行的三大定律。

我们知道地壳的密度为 2.8 克/立方厘米，而整个地球的平均密度为 5.5 克/立方厘米，因此我们马上就能推测出地球一定有一部分的密度高于 5.5 克/立方厘米。

对于这个问题我们有多种想法，但有一点我们是很清楚的，即这仅仅是我们的推断。在实验室里测试一个普通尺寸的球体，其所受的万有引力小到可以忽略不计。但对于地球来说，其巨大的引力作用则可以将地球上的一切物质牢牢吸住。如果我们假设地球全部是由岩石组成的，那么地层深处一定会被外层的重量压碎。这种强大的力量能压缩地球内部并将所有的质量全都集中到一个很小的容积当中，所以较深地层的密度自然比外层密度要大。这个问题好像就这样迎刃而解了。

但事实并非如此。人们曾经试图在岩石上加足够大的压力，然后通过测出所加的压力的数值计算出岩石内部密度增加的数值。但人们最终发现，地球外部所有地层重量不可能把地球内部压缩到平均为 5.5 克/立方厘米大小的密度。

因此我们只能得出这样的结论：地球不全是由坚硬的岩石构成的。地球深处一定存在密度比岩石密度高得多的物质。那么这些物质是什么？我们怎样才能想办法去了解它们呢？迄今为止，我们所钻到的最深的油井有 9.6 公里深，而这个值仅是地球直径的 1/670。

难道人类真的没有办法对地心有所了解吗？实际并不是这样的。地震使地球表面遭到严重的破坏，人们通过对地震的观测偶然发现，由于各种形式的波从地心传出，从而使地球表面产生剧烈的晃动。其中有一种波的传播方式类似于池塘中涟漪的水纹，另一种波类似于声波在空气中的传播方式。实际上，在地震过程中，与声波具有相同性质的波被称为“初波”或“P 波”；另一种与在水中传播方式性质相同的波我们称之为“次波”或“S 波”。

这些波从最源头产生，经过相当长的传播距离，穿过地球内部并最终作用在地球表面上。1855 年意大利物理学家路支·派勒米瑞发明了第一台研究这些波的简易仪器——地震仪。在以后的几年中，地震仪迅速得到了改进。到了 19 世纪 90 年代，英国工程师约翰·米尔恩在世界各地安装了一系列的地震仪。如今已有 500 多个精确的地震仪分布在世界各地。

通过地震仪，我们能知道地震波在何时何地出现。科学家们能指出地震波穿过地球内部结构的路径。如果地球各处物质的特性相同，则这些波将以固定的速度沿直线传播。然而，由于地球的密度随深度的增加而增加，部分区域由于受挤压而压缩，波的传播路径呈现出曲线。从这些曲线的特征来看，科学家们就能得出地球内不同深度区密度的数值。如果同一深度的曲线走向发生急剧转向，则说明这一地层不是由于被挤压，而是由于密度的突然改变导致该地层的化学结构发生了变化。

通过对地震波的分析研究，我们把地球结构划分为三部分。最外面的地层叫“地壳”，是由我们所熟悉的岩石组成的。而大约在地下 32 公里处（平均来讲）地层结构发生了明显变化。这个变化首先被克罗地亚地理学家安卓亚·莫霍间于 1909 年时探测到了。所以被称为“莫霍间断层”或简称“莫霍断层”。地壳下面是“地幔”，这部分也是由岩石组成的。一方面是由于“地幔”岩石被压挤，另一方面是由于“地幔”的组成物质本身的密度较大，所以“地幔”层岩石的密度比“地壳”层岩石的密度要大。但“地幔”密度的增大并不足以成为解释整个地球密度高的原因。

1914 年，德国地理学家本诺·古腾堡第一次证明了在地下 2900 公里的深处，地震波再一次发生明显的转向这一事实。地心的密度完全可以用来解释地球密度高的现象。由于注意到“P 波”能通过地心而“S 波”不具备这一能力，所以科学家们推断出了地心的结构。由于“S 波”不能通过液体传播，而“P 波”能通过液体传播，所以这恰恰说明了地心是由液体组成的（地球的“地壳”、“地幔”、“地心”之间的关系与鸡蛋中“蛋壳”、“蛋清”、“蛋黄”的关系是一样的，而且仅在一些点上是相同的）。

那么下一个要解决的问题就是要确定地心是由什么物质组成的。因为地心一定是由密度比岩石大而熔点比岩石低的物质组成的。所以通常会认为地心是由不同的金属组成的。因此，我们可设想地球有一个由液体金属构成的地心。那么到底是哪种金属呢？

实际上，在地震资料能够对地球内部结构很好地作出解释之前就已经给出了一个可能性的答案。偶尔会有陨石坠落在地球表面上（我将在后面部分进行详细说明），它们的主要成分是由岩石构成的，而且通常含有 10％左右的金属物质。陨石中一般含有铁并总会伴有相关金属镍，它们含量比例为 9∶1。

法国地理学家盖布瑞德·奥古斯都·道布瑞早在 1886 年就提出这样一个设想，即地心是由镍铁混合物组成的。这种结论看来很有道理，所以现在科学家们假定地心是由 90％的铁和 10％的镍组成的。然而关于地心的组成成分还存在着意见分歧，其中有一种理论认为地心是由氧或硫化物或者是它们的混合物组成的。所以，“地心到底是由什么物质组成的”，这还是一个有待于我们进一步研究和探讨的课题。