Để trả lời câu hỏi này, trước tiên chúng ta cần xác định ý nghĩa của từ lên và xuống trong không gian. Và cũng thừa nhận rằng lý do duy nhất 'lên xuống' tồn tại dưới dạng nhị phân là vì chúng ta đã tạo ra chúng như con người.
Cái gì lên và cái gì xuống?
Vì chúng ta được giữ trên bề mặt trái đất nhờ lực hấp dẫn của nó và tác dụng của lực đó lên cơ thể chúng ta nên chúng ta gọi hướng của lực hấp dẫn là 'xuống'. Hướng ngược lại rõ ràng là 'lên'. Chúng ta đã tạo ra hệ nhị phân này theo lực hấp dẫn ảnh hưởng đến trái đất. Vì vậy, chúng ta cũng sử dụng hệ nhị phân này để đo lường mọi thứ trong không gian.
Vậy, có sự lên hay xuống trong không gian?
Có! Dù sao thì bạn cũng tuân theo hệ nhị phân mà con người đã xây dựng. Và vì chúng ta đang bám chặt vào điều đó nên có sự thăng trầm trong không gian. Nếu chúng ta áp dụng các quy tắc tương tự cho không gian như chúng ta áp dụng cho trái đất, thì 'xuống' sẽ đơn giản là hướng mà trọng lực kéo bạn về phía đó. Nếu một phi hành gia bay gần một hành tinh và họ đang tiến gần đến hành tinh đó hơn nhờ lực hấp dẫn của nó, thì họ sẽ rơi xuống hành tinh đó. Vì trọng lực có lực hút tập trung, nghĩa là nó hút đến tâm của vật thể đang nói đến, nên bạn đang rơi xuống và bị kéo về phía vật thể đó. Điều này có thể xảy ra theo bất kỳ hướng nào liên quan đến đối tượng. Vì vậy, 'lên' có thể cách xa một hành tinh theo bất kỳ hướng nào miễn là nó cách xa lực hấp dẫn.
Còn cực Bắc và cực Nam thì sao?
Trái ngược với niềm tin phổ biến, Bắc Cực không 'lên' và Nam Cực không 'xuống'. Điều này đơn giản là do lực hấp dẫn ở Bắc Cực không khác gì ở Nam Cực. Nếu bạn đang du hành đến Bắc Cực, bạn không phải đang du hành 'lên', bạn chỉ đơn giản là đang du hành về phía Bắc. 'Xuống' sẽ hướng về tâm trái đất và 'lên' sẽ cách xa tâm trái đất nhờ trọng lực.
Còn các phi hành gia trong không gian thì sao?
Các phi hành gia đang sống trên Trạm vũ trụ quốc tế sẽ có vẻ như đang lơ lửng, hoàn toàn không tuân theo định luật trọng lực và lên xuống. Nhưng điều này là sai. Những phi hành gia này thực sự đang rơi tự do. Rơi tự do là điều mà các phi hành gia có thể đạt được khi họ quay quanh trái đất và đang ở vị trí lý tưởng để rơi xuống trái đất nhưng cũng có đủ quỹ đạo nghiêng để tiếp tục lơ lửng. 'Xuống' đối với những phi hành gia này sẽ vẫn hướng về trái đất, bởi vì đó là cách mà trọng lực tác động lên họ. Thực tế là chúng đang quay quanh trái đất có nghĩa là chúng nằm trong trường hấp dẫn của trái đất và do đó rơi xuống trái đất.
Điều gì sẽ xảy ra nếu bạn không ở gần trái đất và nó 'lên' và 'xuống'?
Nếu bạn ở đủ xa trái đất để không bị ảnh hưởng bởi lực hấp dẫn của nó, thì bạn sẽ đơn giản trôi nổi trong không gian cho đến khi bạn đến đủ gần với một thiên thể khác sẽ tác dụng lực hấp dẫn của chính nó lên bạn. Như chúng ta đã tìm ra, khái niệm lên xuống không được coi là chỉ dành riêng cho trái đất. Điều này là do chúng ta đang nói rằng sự lên xuống phụ thuộc vào hướng của lực hấp dẫn. Điều này có nghĩa là bất kỳ thiên thể nào có khối lượng đủ lớn để chịu lực hấp dẫn cũng sẽ tạo ra hệ nhị phân 'lên' và 'xuống' giống nhau. Vì vậy, ngay cả khi bạn ở cách Trái đất đủ xa để không còn bị ảnh hưởng bởi lực hấp dẫn của nó thì vẫn sẽ có sự 'lên' và 'xuống' trong không gian, ít nhất là theo định nghĩa của con người. Sẽ luôn có sự 'lên' và 'xuống' trong không gian bởi vì sẽ luôn có trọng lực và các vật thể lớn trong không gian sẽ có lực hấp dẫn.
Điều gì sẽ xảy ra nếu bạn không ở gần một hành tinh?
Như đã nói, trong không gian luôn có một 'điểm rơi' vì luôn có lực hấp dẫn. Nhưng nếu bạn ở đủ xa tất cả các hành tinh trong thiên hà của chúng ta và thấy mình đang lơ lửng trong không gian, thì 'mặt dưới' sẽ hướng về phía mặt trời. Mặt trời có lực hấp dẫn mạnh nhất trong hệ mặt trời của chúng ta. Ngoài ra, lỗ đen ở trung tâm thiên hà của chúng ta sẽ là 'điểm rơi' liên tục mà tất cả các hệ mặt trời và các ngôi sao đều rơi vào đó nhưng đang quay quanh. Nếu bạn thấy mình đang trôi nổi bên ngoài dải ngân hà, thì 'xuống' sẽ hướng về phía cụm thiên hà. Nếu bạn ở đủ xa cụm thiên hà nơi thiên hà của chúng ta cư trú, thì bạn sẽ 'rơi' xuống một cụm thiên hà khác.
Điều đó có nghĩa là gì?
Tất cả điều này có nghĩa là mọi vật chất trong không gian đều liên tục rơi xuống. Điều này đơn giản là vì mọi vật chất sẽ bị ảnh hưởng bởi trọng lực và lực hấp dẫn của các vật thể lớn trong không gian. Chúng ta không thể nhận thấy điều này nhiều vì quy mô khổng lồ của không gian và tất cả các thiên thể so với chúng ta trên trái đất. Nhưng việc 'xuống' chắc chắn đang xảy ra. Do sự chuyển động chậm này nhờ vào kích thước thiên văn của các vật thể trong không gian nên chúng ta thường không dùng từ “rơi” mà thay vào đó dùng những từ như “quỹ đạo”, “quỹ đạo” và “đường đi”. Nhưng tất cả những điều này thực sự chỉ là những thuật ngữ khoa học tưởng tượng có nghĩa là một thứ gì đó đang rơi 'xuống' về phía trung tâm hấp dẫn đang ảnh hưởng đến vật thể vào thời điểm đó.