地球自轉引力範圍有多大?

2020-11-23 每日科技網

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  根據愛因斯坦的廣義相對論,引力來自於物體的應力能量張量。因此,不只是物體自身的質量,任何形式的能量和運動都會增加物體的引力。這意味著物體的自轉也會增加其引力,但這種效應極度微弱,物體的引力絕大部分是由質量提供的。只有像快速旋轉的中子星和黑洞等天體,它們的自轉才會貢獻很大一部分引力。對於地球這樣的普通天體,自轉對引力的貢獻相當弱。當然,由於自轉的離心效應,地球自轉會使表面物體的重力略小於物體所受到的地心引力。

  廣義相對論預言,引力不是一種超距作用,而是會以光速傳播。由於地球已經形成46億年,理論上,距離地球46億光年之內的天體都與地球存在引力作用。不過,由於引力遵循平方反比定律(弱引力場),隨著距離的增加,地球的引力作用迅速下降。雖然地球的引力範圍很廣,但引力主宰的範圍卻非常有限,因為地球的質量要比太陽小得多。

  有關地球的引力主宰範圍,這就需要來了解一下希爾球的概念。由於太陽的存在,在超過地球距離一定範圍之後,天體的運動就不受地球引力的控制。地球的引力控制有一個範圍,這就是希爾球。理論上,地球的希爾球半徑的近似計算公式如下:

  其中a表示地球軌道半長軸,e表示地球軌道離心率,m表示地球的質量,M表示太陽的質量。

  代入具體數值,可以計算出地球的希爾球半徑約為147萬公裡。由於月球在這個範圍之內,所以月球的運動受到地球的控制,而不是太陽。

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  • [趣味物理]地球與月球之間引力有多大
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  • 地球自轉了45億年的時間,那麼地球自轉的動能來自於哪裡?
    地球自轉的動能,來自於地球形成前太陽系原始星雲的引力勢能。我們地球有45.5億年的歷史,目前每23小時56分4秒自轉一圈,在赤道處的自轉線速度高達460米每秒;根據轉動動能公式進行估算,地球自轉的動能高達2*10^29焦耳,相當於2500萬億顆廣島原子彈釋放的能量。如此高的能量,那麼地球的自轉動能來自於哪裡呢?
  • 地球自轉即將「失控」,受到月球引力影響,未來一天或720小時!
    月球對人類重要月亮作為人類的第1顆衛星,它對於人類而言極為重要,甚至有一些節日和月亮有關,比如八月十五,月亮的出現對地球有很大影響,比如潮汐能,海水的漲潮和降落都和月亮對地球的引力有關係,比如著名的錢塘江漲潮,和月亮的自身引力有關係,這讓所有人對月亮有了一個重新認識。
  • 太陽系的範圍到底有多大?
    我們的太陽繫到底有多大?實際上這個大小主要在於人類對於太陽系的認識和定義,人類的航天探測歷史也就有五六十年的樣子,太陽系在大多數人眼中就是中心太陽帶著八個大行星在運動,這就是大家印象中太陽系的全部。從距太陽從近到遠,分別有四顆巖石行星和四顆氣態巨行星,水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。之前的冥王星已經被開除出大行星範圍,變成了柯伊伯帶天體,一顆矮行星。但是太陽系絕不是僅僅如此,太陽系內還含有大量的小行星、矮行星、太空碎片、以及彗星等,這些天體都是在太陽的引力作用下繞太陽在運動,因此太陽系的範圍要更大一些才對。
  • 萬有引力作用理論上無限遠,但地球等天體引力有一個影響範圍嗎?
    有位同學提出,為什麼地球引力範圍只有幾百公裡呢?雖然這個問題有點弱智和好笑,但引力範圍這個尺度的確不好把我,尤其在天體引力相互影響的太空中,是一個複雜的機制,我們一起來討論一下。理論上講,萬有引力是長程力,這個長程有多長呢?就是無限遠。
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  • 盾牌座uy這個恆星中的巨無霸,其引力範圍有多大?
    盾牌座uy是迄今為止人類發現體積最大的恆星,這個大大得有點恐怖,如果放在太陽系,其龐大的身軀會佔據水星、金星、地球、火星、木星軌道,靠近土星軌道。於是有人認為,這麼巨大的恆星引力一定很大吧,引力範圍會達到很多光年吧?
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  • 地球的引力範圍有多大
    這個高度正位於太空的邊緣之處,在這個高度下看地球,已經可以看到地球的弧形面貌了。在這個高度下,鮑姆·加特納縱身一躍,在地球引力的作用下,他被迅速地拉向地球表面,最終他順利降落在地球表面,完成了人類的一大壯舉。鮑姆·加特納之所以能夠落到地面,是因為地球的引力作用在他身上。那麼地球的引力究竟有多強大,以至於脫離地表3.9萬米的鮑姆·加特納依舊不能擺脫地球引力的束縛。
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    自從宇宙開始就有了時間,它會一直持續到宇宙的終點。時間的範圍又極小,小到不能直接測量。因為一旦測量就要影響它的特性,也就是量子力學裡的測不準原理。 自然界是形形色色的,每個事件都有其持續的時間,不同事件持續時間的跨度差別極大。有些壽命極長,如天體的年齡以數百億年計,組成原子的質子壽命更長到甚至超過1028秒;有些壽命則極短,例如Z粒子的壽命只有10-25秒。
  • 自轉產生晝夜,地球的自轉源自何時,是誰讓地球轉起來的?
    當人類第一次發現生長的土地實際上是一個球體,而且這個球體還會自轉的時候,的確是非常驚訝,而現在對於地球的自轉我們早已習以為常,習以為常使得我們忘記了一個問題,那就是地球是從何時開始自轉的,又是什麼力量讓地球轉起來的呢?任何物體都不可能無緣無故地運動起來,地球也是一樣。
  • 地球自轉加速!科學家:2020年是有記錄以來地球自轉最快的一年
    根據英國《每日郵報》1月5日報導,英國科學家發現地球自轉出現加速!在過去的2020年,地球自轉無論是單天還是平均,都是有記錄以來最短的,其中2020年7月19日那一天,比標準的一天縮短了1.4602毫秒!這是怎麼回事?
  • 是否可以利用地球自轉改變位置?
    在地理知識之中,地球自轉相當好理解。地球圍繞太陽旋轉是公轉,公轉的結果是產生一年四季,而除了公轉之外,地球自身也在無時無刻自轉,自轉的結果就是黑天白夜。 但是地球自轉的同時,如果脫離地球地面,例如飛機可以在空中進行懸停,那麼是否可以不跟隨地球,而實現位置的改變呢?
  • 地球自轉正在不斷變慢,終有一天,地球的一天就是一個月
    ,但由於月球自轉速度受到地球引力影響,導致月球自轉速度越來越慢,直到現如今月球的自轉周期和公轉周期一致,都是一個月,這也被稱為「潮汐鎖定」。,那麼地球上的海水有可能會被吸引到月球上去,就像是《流浪地球》木星吸引地球的大氣一樣。
  • 太陽的引力範圍有多廣?
    這個問題需要從兩方面來討論,一個是太陽引力的主宰範圍,還有一個是太陽引力的作用範圍。太陽引力的主宰範圍太陽引力的主宰範圍是非常有限的,太陽無法把其他恆星系統中的天體直接捕獲過來。同樣地,其他恆星也不會從太陽系內直接捕獲天體。至於太陽引力的主宰範圍有多廣,可以計算太陽的希爾球範圍。
  • 一直說潮汐力在減緩地球自轉,為什麼現在地球自轉卻加速了?
    我們知道地球繞著太陽轉,月球又繞著地球轉,由於它們都是直徑非常大的球形天體並非是一個質點,所以地球面向太陽、月球的一側就會受到更強的引力,而發生隆起。 那麼月球對地球的引力就會造成地球表面的海水發生隆起,由於地球自轉的周期要比月球公轉快了很多,所以月球的位置總是會滯後於地球的自轉。
  • 地球表面的物體隨地球做勻速圓周運動所需要的向心力是多大?
    不停旋轉的地球地球在不停地朝一個方向轉動,我們稱這種現象為地球的自轉。地球的自轉比較穩定,可看做勻速轉動。受地球自轉帶動,處在地面(及附近)的物體,都隨著地球自轉而轉動。這些隨地球轉動的運動,我們可把它看做勻速圓周運動。