你可能在电影或电视上看到过：宇航员在太空中游泳，从 A 点到达 B 点。这看起来可能很有趣，但不幸的是，人类不能在太空中游泳，因为没有足够的东西可以推。
游泳的物理学原理是什么？
我们可以轻松地在水中游泳，因为水的密度足够大，可以让我们用手向后推，从而获得回报。根据动量守恒定律，当我们推水时，水也会推我们，从而使我们前进。
你为什么不能在太空中游泳？
然而，同样的游泳动作在空气中效果不佳，因为我们大气的密度只有水的 830 倍。当我们挥动手并推空气时，空气技术上也会推我们，但推力不足以构成影响。
不过，飞机和飞行动物仍然可以做到这一点，通过找到重量、推力和升力的正确组合。最终，这都是一样的，只是动量守恒：所有飞行物体都会对空气施加推力，空气也会对它们施加反作用力。
阅读更多：数学家埃米·诺特定理如何改变了物理学
太空有尽头吗？
你海拔越高，大气层就越稀薄，这就是为什么高海拔登山者需要携带辅助氧气——因为那里的氧气不够。从技术上讲，我们的大气层没有外边缘。离地球越远，空气就越稀薄。
什么是卡门线？
但在 1957 年，匈牙利裔美国工程师兼物理学家西奥多·冯·卡门试图计算出一个太空的“边缘”。他发现，在约 100 公里高空，飞机在大气中移动时产生的升力几乎为零。
从那时起，航天机构就将这条“卡门线”视为太空边界的一个实际的、可工作的定义。在此高度之上，飞机没有足够的大气来依靠正常的升力，因此它们必须使用其他方式来推进：火箭。
阅读更多：卡门线：太空从哪里开始？
火箭在太空中如何移动？
与一些看法相反，火箭并不是通过推靠太空中的任何东西来工作的。它们可以在绝对真空中工作。关键仍然是动量守恒。
火箭不是推靠任何东西，而是将废气从一端排出，作为回应，火箭向前移动。你可以在家复制这个壮举。坐在光滑地板上的滚轮办公椅上，然后朝一个方向扔东西；随着动量守恒，你将开始朝相反的方向滚动。
阅读更多：阿尔忒弥斯 2 号将使用太空激光进行通信
太空中有什么？
外太空比我们在地球上的真空室中能制造出的任何东西都要空得多。别误会我的意思，仍然有很多东西：零散的原子、分子和尘埃颗粒在漂浮，高度带电的亚原子粒子在飞驰，以及无处不在的辐射笼罩着宇宙。但它们的数量非常少。在整个宇宙中，所有物质的平均密度大约是每立方米一个氢原子。
你可以在太阳大气的日冕中看到太空物质的稀薄程度。日冕通常只在日全食期间可见，温度超过一百万度。但如果你在其中漂浮，你不会感到任何东西。只有当构成日冕的粒子撞击你并释放能量时，你才能感知到这种温度，而周围的粒子数量不足以让你注意到。
阅读更多：太阳日冕比太阳表面温度更高吗？
如何在太空中移动？
即使你不能在外太空游泳，也有办法在其中航行。太阳发出的辐射会携带动量。虽然光子（光的根本粒子）没有质量，但它们仍然具有能量，而这种能量会产生（非常非常微小的）冲击力。这不足以影响地球上的任何东西，更不用说让你注意到了。但在太空中，只要你离太阳系相对较近，你就可以利用这种不间断的辐射压力来推动自己。
在太空中测试太阳帆
一些私人和政府航天机构已经测试了太阳帆。甚至曾经有过对该效应的意外使用。当 NASA 的行星探测器开普勒太空望远镜失去了一些用于重新定向的反应轮的控制时，任务工程师想出了一个巧妙的方案。他们调整了开普勒航天器的角度，并利用太阳的辐射压力来保持其指向稳定。这个想法奏效了，开普勒得以继续其任务。
所以你很快就不需要穿上你的太空泳衣在漆黑一片的太空中畅游了。但是科学家和工程师们一直在测试和开发太阳帆。他们希望有一天，它们可以被用作行星间缓慢但极其廉价的材料运输方式。
阅读更多：太阳系的形成比你想象的要混乱得多
