《流浪地球》裡的引力彈弓會導致木星公轉變慢嗎

2020-12-06 星宇飄零

引力彈弓遵循的其實是動量守恆,而不是能量守恆。

能量守恆是對應的是時間平移不變性,而動量守恆是對應空間平移不變性。引力彈弓所對應的就是動量守恆。可以把引力彈弓理解成碰撞,在碰撞後符合動量守恆,以正面碰撞來說,也就是相當於引力彈弓中加速最大的反向引力彈弓,如圖。

引力彈弓

當地球沿上面的箭頭方向進入木星引力場,並被木星引力偏轉方向從下方沿箭頭方向離開,出入方向均平行於木星運動方向,出入時相對於木星速度不變,這個過程可以理解成木星和地球產生了正面碰撞。我們假設木星動量為0,也就是速度U為0。上圖中,原來地球的動量是mv→方向是向右→,引力彈弓偏轉後動量是mv←,方向是向左←。由於翻轉方向時,向右→的動量mv→首先要用相同的向左動量消掉,所以地球最終獲得的向左←的動量=mv←+mv←=2mv←。根據動量守恆,地球獲得的動量←比定導致木星損失動量→,所以木星會得到一個向右的動量MV=2mv→,由於木星質量比地球大318倍,因此可知木星由於引力彈弓損失的速度V=2v/318,即地球速度v的1/159。

這就是最理想引力彈弓下木星變慢的幅度,不過實際上《流浪地球》裡地球是不可能獲得這麼理想的加速的,所以木星損失的公轉速度遠小於這個值。

相關焦點

  • 木星的引力彈弓為流浪地球加速,木星的軌道會變嗎?
    引力彈弓是利用星球的引力給探測器加速的一種常用方法,人類發射的飛往地球軌道之外的探測器,很多就用到了引力彈弓進行加速。人類在70年代的時候能夠發射飛出太陽系的旅行者號飛船,就是因為當時的時機非常好,可以連續藉助多顆星球的引力進行加速。
  • 《流浪地球》的引力彈弓究竟是啥
    《流浪地球》的引力彈弓究竟是啥 2019-02-25 11:06:最近在看完大熱的科幻電影《流浪地球》後,很多人都有這樣的疑問。雖然電影和原著小說中都籠統地解釋這是為了利用「引力彈弓」,但想解釋什麼是「引力彈弓」,卻著實要費一番口舌。  不知你小時候是否玩過一種叫「彈力球」的玩具,這種玩具由於彈性極強,丟到哪裡都幾乎會以原速彈回來。
  • 看流浪地球漲知識:如何利用木星加速逃逸太陽系——圖解引力彈弓
    本期知識看點:圖解引力彈弓,地球和木星玩起了蕩鞦韆看過電影《流浪地球》的朋友都知道,地球為了不被太陽吞沒,裝上了一萬座行星發動機,開始了飛向4.2光年外比鄰星的流浪之旅。電影與原著小說不同,高潮部分重點寫在了地球飛越木星的部分,受木星引力影響,行星發動機損毀,地球失速,將被木星捕獲解體,最終靠點燃木星引發衝擊波將地球推離木星。1. 為什麼地球非要懟著木星飛過去?
  • 地球如何「逃離」木星?帶你了解引力彈弓效應
    原標題:地球如何「逃離」木星?帶你了解引力彈弓效應 春節期間上映的電影《流浪地球》以「硬科幻」的特點收穫大量好評。「地球想逃出太陽系,為什麼偏要走到離木星那麼近的地方去?」在看完《流浪地球》後,很多人都有這樣的疑問。電影和原著小說中都籠統地解釋了一下其中的原理——引力彈弓效應。
  • 宇宙中能量傳遞的紐帶:引力彈弓,幫地球去流浪
    但地球是個龐然大物,平均半徑6371公裡,質量超過59萬億億噸。要讓它脫離太陽引力,只靠人造發動機還不夠,於是電影裡讓它藉助木星的「引力彈弓效應」。 來源:科普中國 當地球靠近木星時,會被其強大的引力吸引,從而加快行進速度。
  • 縮短國足的流浪時間歸化會是引力彈弓嗎
    正在熱映的電影《流浪地球》中,人類為了自救,傾盡全力在地球上建造了上萬座行星發動機,要用2500年的時間推動地球離開太陽系,奔往另一個棲息之所——4.2光年之外的比鄰星。為了用最短的時間到達4.2光年距離以外的目的地,人類想到了藉助木星產生的引力彈弓。而這一幕,國足球迷們有沒有覺得「這一集我看過」?
  • 《流浪地球》中,「引力彈弓」借木星加速,現實中為何不能實現?
    《流浪地球》主要講述的故事就是,在未來的時間內,太陽有可能會發生氦閃,對地球上的人類造成毀滅性的打擊,人類為了繼續繁衍生息,不得已利用行星推進器,帶著地球「逃離」太陽系,前往4.2光年外的比鄰星。而在《流浪地球》當中,比較富有爭議的一個情節,那就是地球在加速脫離原有軌道的時候,會先途徑木星,同時利用「引力彈弓」的效應,藉助木星來為地球進行加速,更容易幫助地球逃脫太陽的引力束縛。那麼引力彈弓又是什麼樣的原理?為什麼許多專業人士,都說藉助木星的「引力彈弓」現實中是不可能實現的?今天小編就來和大家聊一聊這個問題。
  • 解讀《流浪地球》:引力彈弓已有實踐,可控核聚變仍在努力
    正在熱播的電影《流浪地球》昨天票房已經突破30億元人民幣,刷新國產科幻片的票房紀錄。這部電影之所以取得成功,除了扣人心弦的情節設計外,還展示了大量刷新觀眾認知的未來科學新技術。 影片熱播的同時,不少觀眾對影片裡的「硬科幻」技術和宇宙空間較起了真,討論其究竟屬於科學,還是處於幻想。
  • 用初中知識科普引力彈弓,帶你流浪助你飛
    用初中知識科普引力彈弓,帶你流浪助你飛隨著國產科幻電影《流浪地球》的火爆,關於硬科幻中的各類科技知識,也引發不少人的好奇,例如洛希極限、引力彈弓、逃逸速度、重核聚變等等,涉及到前沿物理學、天文學、數學等知識,對於初中階段的學生理解力而言
  • 科普:《流浪地球》裡的硬科學,引力彈弓!
    我國第一部科幻電影《流浪地球》已經上映了,相信不少小夥伴也已經看過了,在電影中地球被木星捕獲,最後時刻各個國家,不同民族的人聚在一起,為地球最後的希望而努力的畫面震撼人心,那麼地球為什麼要進入木星軌道呢?
  • 流浪地球:推動行星?引力彈弓?網友:真的可行嗎?
    自上映以來,《流浪地球》口碑日漸上升,近日票房獨佔鰲頭。那麼對於電影中的某些「高級科技」,現實中可行嗎?首先,我們來討論支撐影片的大環境線索理論:在太陽燃料耗盡演變為紅巨星之際,人類為了尋求新的宜居帶,選擇用發動機推動地球。
  • 雙黑洞作引力彈弓加速!這是瘋了嗎?但接近光速的加速很誘惑!
    《火星救援》中的引力彈弓加速大家看得雲裡霧裡,《流浪地球》則是地球利用木星的引力彈弓加速來給予地球逃離太陽系的最後助力,但可能很多朋友搞不明白一個道理,行星好端端的在那裡,探測器去繞了一圈就加速了?那麼衛星天天繞著地球轉,也沒見得它們跑走嘛,為什麼探測器去繞木星就能加速呢?
  • 雙黑洞來做引力彈弓加速!這是瘋了嗎?但接近光速的加速很誘惑!
    《火星救援》中的引力彈弓加速大家看得雲裡霧裡,《流浪地球》則是地球利用木星的引力彈弓加速來給予地球逃離太陽系的最後助力,但可能很多朋友搞不明白一個道理,行星好端端的在那裡,探測器去繞了一圈就加速了?那麼衛星天天繞著地球轉,也沒見得它們跑走嘛,為什麼探測器去繞木星就能加速呢?什麼叫引力彈弓,它是如何加速的?
  • 《流浪地球》中的引力彈弓效應是怎麼回事?
    在最近上映的《流浪地球》中,地球利用木星引力進行加速,讓很多人知道了「引力彈弓」一詞;試想我們在打桌球時,一個慢速球過來,我們一拍子回過去,就能把桌球加速到很高的速度。天文學上的引力彈弓效應,和球拍擊打桌球的原理類似,只是引力彈弓中起作用的是引力,所以沒有直接接觸,引力彈弓作用過程屬於完全彈性碰撞,被加速物體和天體滿足能量守恆和動量守恆。
  • 木星引力很大,是優質的加速器,引力彈弓效應是如何進行加速的?
    除去太陽以外,將太陽系中其餘的所有天體加在一起,總質量還不足木星質量的一半。木星是一顆大質量行星,擁有很大的引力,所以是一顆非常優質的加速器。迄今為止,人類為了探索更為遙遠的宇宙空間,已經向太陽系外發射過很多太空飛行器,其中最著名的有旅行者1號、旅行者2號、先驅者號等等,而這些太空探測器無一例外都利用了木星的引力彈弓效應進行加速。
  • 《流浪地球》我們的徵途是星辰大海!引力彈弓和剛體洛希極限
    這其實就是「流浪地球計劃」的第三個「先流浪階段「。這裡我們首先需要明白地球駛入木星周圍的原因。,所謂的引力助推(也被稱為引力彈弓效應或繞行星變軌)是利用行星或其他天體的相對運動和引力改變飛行器的軌道和速度,以此來節省燃料、時間和計劃成本。
  • 科學解讀+4個問題測試:你真的看懂《流浪地球》了嗎?
    解答關鍵詞:紅巨星在《流浪地球》影片開場中提到,由於太陽正在急速膨脹衰老,地球會被波及毀滅,所以需要尋找新的家園。那麼太陽真的會爆炸嗎?科學解讀:我們的太陽已經46億歲了,是一顆恆星。恆星以核聚變的方式向太空釋放著光和熱。
  • 流浪地球:沒有引力勢能的火星「引力彈弓」
    《流浪地球》已經掀起了一股太空熱,有朋友對火星「引力彈弓」持懷疑態度:引力勢能只和位置有關,地球靠近火星時加速,離開火星時減速,最後不是竹籃打水一場空嗎?實際上,這個想法完全正確,「引力彈弓」和火星引力勢能完全沒有關係。
  • 引力彈弓只是加速運動?它能做的還有很多
    一部《流浪地球》讓許多人知道了引力彈弓和洛希極限,但大多數人是知其然不知其所以然的,所以今天我們來補補課,複習一下什麼是引力彈弓,以及它到底能幹些啥。彈弓是個好玩的東西,我們小時候都玩過,拿來打麻雀,有時也打人。可惜現在的孩子們是極少有機會玩了,因為易傷人、有危險性,不許玩。
  • 引力彈弓效應再次給力!一顆流浪行星被二元恆星踢回原星系內部
    趣味探索訊 還記得前年那顆穿越太陽系的星際來客奧陌陌嗎?實際上,銀河系內流浪著無數顆類似奧陌陌的星際來客,它們可能是小行星,碎片和行星,也可能是巨大恆星。然而,奇怪事情發生了,一顆在星際空間流浪行星被一顆二元恆星踢回原來星系內部,引力彈弓效應再次給力。