為什麼火焰是向上的，是因為地球引力的作用嗎？引力不是向下嗎？

火焰是日常生活中常見的一種現象，可是我們發現在地球上火焰總是上升的，而在我們的印象中，地球上的物質時時刻刻都在受到地球引力的作用有向下運動的趨勢，難道不成火焰不是物質，不受到地球重力的束縛？

首先，火焰的確是一種物質。關於地球上物質的形態，隨著科學技術水平的提升和人們認知水平的提高，從以前的固、液、氣三種物質形態，逐漸拓展為六種，分別是結晶態、玻璃態、液晶態、等離子態、超導態、金屬氫態，而火焰則是屬於等離子態的物質。在物質燃燒的過程中，可燃物與氧氣發生劇烈的化學反應，同時向外釋放熱量，在此期間，可燃物周圍的部分氣體分子在高溫下會發生電離，也就是說原子核與核外電子分離，造成了燃燒發生時一定範圍內的區域，呈現由帶正電的離子與自由態負電子相混合的狀態，這就是等離子態。

火焰作為物質，那麼其本身就會受到地球引力的作用，那麼為何沒有下沉呢？這就牽涉到另外的一種物理規律，那就是在地球引力作用下的空氣對流。空氣作為由不同氣體分子組成的物質，在重力作用下會呈現密度越大、越往下沉的現象，比如二氧化碳的密度比氧氣要高，在地勢低窪之處就比高樓大廈的頂端濃度要高。而溫度越高的氣體，其分子活躍程度就高，分子之間的間距就會越大，從而整體上表現出密度越小，這也是為什麼較熱的空氣會上升、較冷的空氣會下沉的直接原因，而在冷熱空氣的上升和下降過程中，就會引起空氣的對流現象。降雨的發生，其實就是冷暖空氣的對流引起的。

那麼發生燃燒之後，由於對外釋放一定的熱量，就會加熱空氣周圍的空氣，使之密度減小，因此就脫離本來的區域向上方移動。在空氣壓力的作用下，周圍溫度較低的空氣就會被壓進這個區域，繼續重複著被加熱和受熱上升的過程，火焰周圍的空氣因此會反覆發生對流的現象，作為由正離子和負電子混合等離子態的火焰也會受到空氣對流的影響，而靠近火焰的空氣的運動方向是向上的，而且向上的推力已經遠遠大於自身受到地球引力的影響，因此被帶動向上方飄動。

當我們把燃燒的物質帶到太空這種微重力環境之後，這裡空氣異常稀薄，火焰週四的空氣對流也非常非常微弱，因此火焰呈現的基本上是各向同性，表現出球形的狀態。