如果引力常數g增加了5%會發生什麼?

2020-12-14 天文在線

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g+Δ5%,帶來的僅僅是公式的變化,還是一場災難?

其他回答都極大程度地低估了增加了5%的重力帶來的影響。增加了5%的重力,帶來的將是非常清晰明了的「眾生皆死」。

不過再次思考過後,也許我應該說成是「眾生皆受煎熬」。畢竟這5%的變化將是非常具有災難性的。不過無論如何,關鍵在於人類不可能在這樣的環境中維持太久的生存。

讓我們從該變化對地球公轉軌道的影響說起。運行軌道是引力和行星速度之間的巧妙平衡,引力將行星拉向恆星,而行星速度則往往會將行星拉向太空。而如此突然的重力變化將會打破這樣的平衡,這將導致地球會移向一個新的更緊密的橢圓軌道。在最接近太陽的時候,地球會比現在近太陽9%-10%的距離。(你能夠用vis-viva公式找到更確切的數字---當物理定律改變時,這個數字將取決於地球在軌道中的方位)

以上變化應該足以引發災難性的氣候變化,導致大範圍的饑荒,還可能會引發全球經濟崩潰,但它不會殺死每一個人。

接下來要考慮的是重力變化對太陽的影響。太陽也處於一種平衡關係中:來自內部的熱等離子體的壓力試圖將太陽撕裂,而重力則試圖將其聚攏在一起。上述過,一個突然的重力強度變化會打破這樣的平衡。來自太陽表面的氫氣落向地核,融合成了氦,並爆發式地釋放出大量能量。

這足夠殺死地球上所有的生命了嗎? 我還是不能完全肯定。在氦閃中,大多數被釋放的能量會被轉化為熱能,並且這些熱能不會到達太陽表面。在最樂觀的可能情況下,我們在地球上觀察不到任何東西。

事實上,重力加速度值的增加帶來最嚴重的影響將會是在深藏於地表以下的部分。地核承受著巨大的負荷:地球的全部重量,這大概有6.6×1021噸的巖石的重量。由於新的引力常數,這些巖石會突然比原來重5%。而由於不能負擔多餘的重量負擔,地核會向內崩塌,導致了地球其他部分會傾倒於地核之上。

快速估算結果顯示,地表可能僅會下降大約10-20千米,不過這個確切的數字並不要緊,重要的是結局都是「眾生皆死」,而且這個結局要麼直接發生在地表下降的過程中,要麼在地殼彎曲崩塌產生熱能後。

按照崩塌過程的細節,整個地表都會被融化這個說法也是十分具有可信度的。

總結:玩歸玩,鬧歸鬧,別拿重力開玩笑。

重力生物學

這是一門關於重力在生命機體上產生作用的學問。貫穿整個地球史,生命在不斷進化以適應不斷改變的生存條件,例如氣候和棲息地的變化。但是,自從地球上第一次出現生命開始,不斷進化的過程中有一個恆定不變的因素就是重力。因此,所有生物過程都適應了重力,而重力的微小變化都會對生態系統的健康和功能產生巨大的影響。

重力和地球上的生命

地表的重力,通常被記作g,自地球形成以來其方向和磁場就已經保持恆定。因此,動植物都已經進化為以多種方法和形式依賴於並適應重力了。

重力和其他地方的生命

我們距離找到太空棲息地的想法實現正在一天天靠近,時至今日,空間站仍然存在並且成為長期的(儘管還不是永久的)居民的家園。因此,人們對重力場變化會對生命有機體(尤其是哺乳動物)的生理學影響的興趣日漸濃厚,畢竟這些結果對人類也是具有非常緊密的借鑑意義。迄今為止所有在這個領域的研究可以被分為兩種。

第一種是重力場少於一個g,被稱作低重力,無人造重力或微重力。太空站或宇宙飛船在太空飛行時將處於失重狀態。因此,要進行太空飛行和太空殖民,了解失重對人體的影響是非常有必要的。

第二種是那些重力場大於1個g的,被稱作為是超重力。太空人在宇宙飛船的短期起飛和著陸期間是處於超重力狀態的。如果想要殖民在比地球更大的星球上,了解超重力的影響也是十分有必要的。

參考資料

1.維基百科全書

2.天文學名詞

3.quora-蘋果派派長

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