地球上的水和空气会不会扩散出去

星际空间是不是真空

1、星际空间存在着星际物质

在我们通常的观念当中，认为星际空间是虚空的，没有任何物质，这里是黑暗寂静的真空，当然这只是一种大致的描述和认识。星际空间的确是黑暗的，没有物质反光，但距离真正的“真空”还是有差别的，在星际空间气体非常的稀薄，也存在着一些物质，这些物质包括星际气体、尘埃和粒子流等，人们把它们叫做“星际物质”。

星际空间基本处于真空状态

2、星际物质的组成

星际物质中主要由星际气体存在，星际气体主要成分为氢和氦两种元素构成，星际物质的组成元素和恒星的成分是一样的。这些星际气体都是从宇宙中的各个星球逃逸出来的气体，在星际空间进行游荡，随着时间和空间的变换，在引力作用下，某些地方的气体和尘埃可能相互吸引而密集起来，形成云雾状。人们形象地把它们叫做“星云”。

星际空间存在着很多尘埃

3、星际空间不完全是真空

由此可见星际空间不完全是真空状态，在星际之间还是会有一些不属于任何星球的物质在游荡，当然这些物质在某个特定时间会被大质量的形体吸引过去并进行捕获，从而变成某一个星球的一部分，但总体而言相比地球这样的天体的表面，星际空间可以忽略地看做是真空。

然而相对地球表面，星际空间可以被看成是真空

那为何地球上的气体不会大量扩散到星际空间呢？

1、地球引力的存在

我们地球属于太阳系目前已知的八大行星中的一颗，1750年，英国19岁的年轻科学家卡 迪许测量出地球的重量是5.965×10^24kg 。虽然地球在星际空间里面不算是一颗质量很大的天体，可这个级别的天体产生的万有引力是非常大的，因此将地球看做是一个整体，那么和地球相对的每一个分子都经受着地球的引力，在地球巨大引力场中，空气被牢牢地吸引住了，并在地球磁场的保护下，形成了数千公里的大气圈。

地区的引力场让空间弯曲，阻止表面物质逃逸

2、第二宇宙速度

第二宇宙速度是指当物体飞行速度达到11.2千米/秒时，就可以摆脱地球引力的束缚，飞离地球进入环绕太阳运行的轨道，不再绕地球运行。这个脱离地球引力的最小速度就是第二宇宙速度。各种行星探测器的起始飞行速度都高于第二宇宙速度。因此即便是一个分子要脱离地球，也要考虑脱离速度，当然分子和航天器还是有所不同，分子的速率测算则用另外一种方式。

超越第二宇宙速度让宇宙飞船飞离地球

3、气体分子逃离的速度

气体的速度可以用分子热运动动能来解释，当对气体进行加热，气体分子的动能会增加，就如同对液态水进行加热，水分子动能会增加，一部分水分子的动能瞬间会很高，而对于气体热动能，可以用麦克斯韦—玻尔兹曼分布来解释，这个理论在统计力学中常用来关联热平衡条件下粒子的速度和温度。

麦克斯韦—玻尔兹曼分布

4、地球表面的大气到底有没有逃逸

要解决这个问题我们就要来看，气体分子有没有在受热的情况下达到第二宇宙速度，如果达到了就会逃逸，如果达不到，就永远不会逃逸。

温度在1000K时各种气体的逃逸概率

从上图我们可以看出，氢气在1000K（约727摄氏度）的温度下，逃逸地球引力的概率为1.3乘以十的负六次方，这个概率还是很大的，所以地球大气层中氢气和氦气含量非常非常低，因为地球的质量还不够大，没有足够的魅力吸引住氢气和氦气，当然像其水和氧气也是有一定逃脱几率的，但是非常小，基本上没有可能，所以大家放心吧，我们赖以生存的水和氧气是不会跑掉。

氢气和氦气最容易逃离地球束缚

既然有逃逸，那地球会不会变得越来越轻

1、有逃逸就会变轻

根据估计，从地球上每年逃逸到太空的大气约几十万吨，猛一看是一个很大数据，那大家会担心地球会越来越轻，其实并不是这么简单的，地球的气体一方面在向星际空间飘散气体出去，如氦气，每秒钟就有约60克跑出地球的束缚，变为星际物质。那是否地球一直在变轻？

要走的最终留不住

2、地球也在捕获星际物质

然而地球也在捕捉一些星际物质，譬如每年地球也会捕获实际到几十万吨的星际尘埃，如彗星，我们经常看到的流星雨就是地球在捕猎，因此气球其实一直在变重，当然相对于地球而言，捕获的这点物质基本上是九牛一毛，在几十亿年中不会有多大的影响。

流星雨是地球在捕猎